革新的な二重レーザー3Dプリンティング技術で高精細構造を低コストで実現

Tokyo研究者たちは、新しい3D印刷技術を開発しました。この技術では2つのレーザーを使用し、より高精度で低コストな印刷を可能にします。従来の方法である二光子重合（2PP）は、正確でしたが高価なフェムト秒レーザーに依存していたため、コストがかかっていました。

私は新しい日本語の段落だけを望んでいる。そのため、直訳はせずに言い換えてください。

新技術の主な利点：

• 印刷コストの削減
• 印刷速度の向上
• 精度の改善
• 既存のフェムト秒レーザー3Dプリンティングシステムを利用可能

パデュー大学の研究者たちは、鮮藩・シュウの指導の下で、2種類のレーザーを使うことでより安価な方法を発見しました。主要なポイントとしては、可視光を放射する低コストのレーザーと、赤外線パルスを放射するフェムト秒レーザーを組み合わせた点です。この組み合わせにより、フェムト秒レーザーの必要な電力を減らすことができます。

研究者たちは、Optica Publishing GroupのOptics Expressでその研究成果を発表しました。彼らは、2つのレーザーを使用することで、フェムト秒レーザーの出力を最大50%削減できることを発見しました。この新しい方法では、532 nmのレーザーからの単一光子吸収と800 nmのレーザーからの二光子吸収を利用しています。

徐は、2PPが光を使って3Dで感光性材料を硬化させる方法を説明しました。印刷の前に、非常に高速なレーザーが化学反応を開始します。この新しい方法では、このステップにもっと安価なレーザーを使用しています。

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研究者たちは、光により引き起こされる化学反応をより良く理解し、2つのレーザーのバランスを取るために、新しい数学的手法を開発しました。この手法により、印刷品質を犠牲にすることなく、非常に高速なレーザーの出力を変更することが可能になりました。

調整を行った後、彼らはレーザーの出力を減らして、さまざまな2Dおよび3D構造を印刷しました。彼らは詳細な木製の積み重ね、小さな球状構造、ねじれた形、そして三つのループを持つ結び目を作成しました。

徐さんによれば、高解像度の3Dプリンティングはさまざまな分野において重要です。それは3Dエレクトロニクスの製造や、医療目的の小型ロボット、組織を育成するための構造物の作成に利用されています。彼らの新しい方法は、多くの現在のフェムト秒レーザー3Dプリンターに追加することが可能です。

チームの実験結果は希望が持てます。彼らは、フェムト秒レーザーの2D構造に必要な電力を最大80%、3D構造では約50%削減しました。この改善は製造プロセスに大きな影響を与える可能性があります。

徐氏は、彼らの研究が民生用電子機器や医療機器の開発に影響を与える可能性があると述べました。チームは現在、印刷プロセスの迅速化と低コスト化に取り組んでいます。この新しい方法は3Dプリンティングを変革し、精密製造をより利用しやすく、かつ手頃な価格にするでしょう。