液体レジンに映像を照射して造形する3Dプリンティング技術を開発 UCバークレー

UC Berkeley photo by Hayden Taylor

カリフォルニア大学バークレー校の研究チームが、光で硬化する液体レジンに、3Dモデルから変換したムービーデータをプロジェクターで投射することで、複雑で精巧なパターンの造形物を作り上げる3Dプリンティング技術を開発した。

研究チームはアメリカのSFドラマ『スタートレック』に登場するデバイスにちなみ、開発技術を「Replicator（レプリケーター）」と名付けた。本家のレプリケーターは無からどんな物でも作り出す技術だが、今回開発されたレプリケーターは、回転する透明なシリンダーに封入した液体レジンに対して、対象物の映像を照射することで液体レジンを3D形状に硬化させてオブジェクトを造形するものだ。

レプリケーターで使う液体レジンは、一定量以上の光に曝されると硬化する粘性のあるポリマーだ。この液体ポリマーは、感光性の分子と溶存酸素で構成された化合物で、光を浴びると感光性分子が酸素を枯渇させ、酸素を失った部分が個体に変化する。

レプリケーターでは、この光に当たった部分が硬化するというレジンの特性を活用し、複雑で精巧なオブジェを創出できる。レジンをシリンダーに入れて回転させ、映画のように精巧に作られた光のパターンをそれに投影することで、上から下まで一度に望み通りの形状の物体を作製することが可能だ。現状、作製可能なオブジェのサイズは直径４インチ（約10cm）程度だ。

光硬化性樹脂を使う光造形（SLA）方式のもの含め、一般的な3Dプリンターはスライスされたデータをもとに一層ごとにプリントし、それを積層することで3D造形物を作製する。このため造形物の周辺部には段がつき、しかも柔軟な物体の作成は困難だ。積層過程で重みにより変形してしまうため、例えばアーチ状の曲がった形状のオブジェクトを作るには支持材が必要となる。

一方、レプリケーターを使えば、一般的な3Dプリンターよりも、もっと滑らかで柔軟な、複雑な形状を作製できる。研究チームはレプリケーターを使って、ロダンの『考える人』や下あごの骨を造形している。

液体レジンに映像を照射して造形する3Dプリンティング技術を開発　UCバークレー