オーストリアのLITHOZ社による、高機能セラミックス(ファインセラミックス)を3Dプリントできるマシンです。
複雑な形状や中空構造など、従来の製造方法では作ることができなかった形状を造形することが可能となります。
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高機能セラミックスの3D造形

LITHOZ社独自のLCM(Lithography-based ceramic manufacturing)技術により、微細で複雑な形状のファインセラミックスを造形することが可能となります。
完成品の精度は非常に高く、材料消費を少なく抑えた造形ができます。
従来の成形方法に代わる新しい手段となることができる画期的な技術で、今までの技術の限界を超えたソリューションを提供します。

3Dプリンタの技術は、こんな方に是非使っていただきたい技術です。
・これまでの方法(押出し成形や削り出し)では、
 作ることができなかった形・精度のセラミックスパーツを作りたい!
・試作品や単一部品、多品種小ロット生産に対するコストパフォーマンスを改善したい!
・CADデータ製品の改良、カスタマイズを容易に行いたい!
・TTM(Time To Market)の短縮と、製品革新のスピードアップをはかりたい!
・市場ニーズに対する、より柔軟な対応を行いたい!

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3Dプリンティングシステム CeraFabシリーズ

3Dプリンティングシステム CeraFabシリーズ
Lithoz社のCeraFabシステムは、スタンドアローンで動作させることも、ネットワークに接続し、PC上でオペレーションを行うことも可能な非常に使いやすく、省スペースで稼働できる3Dプリンタです。
従来の製造プロセスで作るのと同様の材料特性を持つ高機能セラミックスを、より容易に、より複雑に、そしてより経済的に製造することができます。
CeraFab7500 CeraFab8500
方位分解能 40um(635dpi) 60um(423dpi)
1層あたりの厚み 10um~100um(任意設定) 10um~100um(任意設定)
画素数(X,Y) 1920×1080 1920×1080
造形可能領域 76mm×43mm×170mm 115mm×64mm×200mm
データフォーマット STL STL
光源 LED LED
造形速度 最大 100層/時間 最大 100層/時間
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LITHOZ社独自のLCMシステム

LITHOZ社独自のLCM(Lithography-based ceramic manufacturing)技術は、光重合性樹脂の原理に基づいたシステムです。
光重合性樹脂中に均一にセラミック粉末を分散させてスラリー(泥)状になった材料に、LED光を照射して硬化、成形を行っていきます。

LCM(Lithography-based ceramic manufacturing)技術の図解
-特徴-
1)透明なバットの下からLED光を照射し、層を形成します。その層を積み上げていくことで造形を行います。
2)バットの下にはLED光を反射させる反射板がついています。
  光の当たる部分(硬化する部分)と当らない部分を正確に分ける為に、反射板は200万個以上のミラーで
  構成されています。
3)スラリーの質を均一にするために、1層成形するごとにバットが回転します。
4)造形に使用しなかったスラリーはリユース・リサイクルすることが出来る為、材料消費が少なく
  抑えられます。

材料

代表的な材料の紹介を致します。

アルミナ
  • アルミナ

    硬度が高く、温度安定性が高い材料です。高い誘電性も持っています。
    【LithaLox HP500】
    非常に純度の高いアルミナで、
    高密度(99.4%T.D.)、高強度(4点曲げ試験:430MPa)、そして非常に滑らかな表面(Ra=0.4um)という特徴のある製品です。
  • ジルコニア
  • ジルコニア

    温度的、化学的、機械的影響すべてに対し高い安定性を持つ材料で、高い耐薬品性能を有しています。
    【LithaCon 3Y 610 Purple】
    非常に純度が高く、高密度(99.8%T.D)、高強度(4点曲げ試験:700MPa)、表面も滑らか(Ra=0.6um)です。
    また、スタンダードなラインナップは紫色ですが、要求に応じて様々な色にすることも可能です。
  • 窒化ケイ素
  • 窒化ケイ素

    高硬度、耐摩耗性に優れ、高温環境下で機械的強度を失わず、高い耐熱性を持つ材料です。
    産業用・航空宇宙用途に使用することができます。
  • 骨代替材料(TCP)
  • 骨代替材料(TCP)

    リン酸3カルシウム(TCP)は、生体適合性に優れ体内に再吸収されるため、人工骨や人工関節、骨代替材料として特に適しています。
    インプラントの製造や生体材料を作るのに適した材料です。
  • シリカ系材料
  • シリカ系材料

    高温下での安定性を持つ材料のため、鉄やニッケルベースの超合金を鋳造するための鋳型を作ることができます。
    3Dプリントとの組み合わせにより、優れた表面特性を持たせつつ、ほぼどんなデザインでも実現することができます。
  • その他の材料イメージ
  • その他、ユーザーの作りたい材料について

    CeraFabを用いれば、LITHOZ社はお客様それぞれ固有の粉末をLCM用の材料として開発し、その材料で造形することもできます。
    ※基本的には、LCMの技術はセラミックスをはじめとする焼結可能な粉末の処理に適しています。
    以下は、LCM技術を用いて開発された材料の実績例です。
    誘電体セラミックス/ハイドロキシアパタイト/バイオグラス/サーメット/コージェライト/
    磁器/酸化マグネシウム/ハイドロゲル/
    生体適合性樹脂
    是非ご相談下さい!
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    製品造形事例の紹介

    光硬化性樹脂とセラミック粉末の混合技術と、それを精細に硬化させる3Dプリンティング技術によって、造形製品に新たな機能・価値を付加することが可能になります。
    以下はその実例の一部です。

    スタティックミキサー
    スタティックミキサーは多くの化学製品の製造プロセスで使用されています。
    LCM(セラミック光硬化造形技術)を用いれば自由な流路設計が可能になるので、複数の液体を混合させるための最適な形状を造形することで、セラミック製スタティックミキサーの技術的特性を最大限に発揮することが出来るようになります。

    スタティックミキサー例

    マイクロリアクター
    三元触媒コンバータは自動車の排ガス中に含まれる有害物質の除去に用いられている製品で、触媒担体には主にセラミックが用いられています。
    従来の製造技術で用いられる多くのコンバータはハニカム構造をしておりますが、ハニカム構造の内部を通る流体は壁と接触しておらず、触媒としての効果が100%活かされておりません。
    切欠きとスポイラーの造形によって壁面との接触表面積を高めることで、流体の流れを理想的なものに変え、変換効率を増大させることが可能です。
    これは同時に、より小さい体積の製品でこれまでと同様の変換効率を得られることを意味し、リアクターの小型化に繋がります。
    こうした、化学工業製品の小型化は、機能的に最適化された新しい発想の設計が必要ですが、これらの設計は従来の方法では製造できません。
    それを可能にするのが、LCM(セラミック光硬化造形技術)なのです。

    マイクロリアクター例

    シリカベースのセラミック中子
    鋳込み型としてのセラミック中子(キャスティングコア)の精細な造形にも、LCM(セラミック光硬化製造技術)が用いられています。
    細かい穴や溝のデザインを工夫することで、タービンブレードなどの製品に冷却機能を持たせる等、キャスティングコアとしてのセラミックの需要は年々高まっています。
    LCM(セラミック光硬化製造技術)による自由な造形は、タービンブレードの冷却チャネルをより複雑にすることが出来るため、インジェクションモールディングの技術的限界を突破し、製品の可能性や付加価値を更に拡大することができます。

    キャスティングコア例

    複雑な内部構造を持つ部品
    光硬化の技術を用いたセラミックス製造で、造形・焼結のプロセスと同程度に重要なのが、クリーニングのプロセスです。
    LCM(セラミック光硬化製造技術)では、造形材料となるスラリーの粘度を比較的低く設定している為、内部流路を持たせた製品を作ることができるほか、微細で複雑な内部形状を比較的容易に製造することが可能です。
    写真のパーツは、筒状のパーツに上下完全に貫通している内部流路を造形しております。このアイデアは「冷却機能」や「軽量化」などに用いられます。
    このように、LithozのLCM(セラミック光硬化製造技術)は、セラミックパーツのトポロジー最適化に大きく寄与できる造形技術だとして世界中の研究機関、企業から注目を集めています。

    複雑な内部構造を持つ部品例

    月面で3Dプリンティング!?
    Lithozは、ESA(欧州宇宙機関)のDiscovery and Preparation Programプロジェクトの一環として、月面レゴリスを再現した材料からパーツを3D製造することに成功しました。
    通常、プリンティングのプロセスはアルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、等の材料ごとに基づいていますが、この結果は「生のレゴリス」という複合的な材料でもLCM(セラミック光硬化製造技術)による3D造形が出来ることを意味しています。
    近い将来、月面基地や国際宇宙ステーション等、宇宙空間で3D造形が出来るようになると、宇宙船の補修部品や新たに必要になるパーツや製品を地球から調達することなく宇宙空間で製造できる・・・この研究成果は、そんな可能性の第一歩と言えるでしょう。

    月面で3Dプリンティング例

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    より詳細な情報が知りたい方は、是非以下連絡先までご連絡ください。

    アズワン株式会社
    専門営業部
    アズピュアクリーン用品グループ
    若林太朗
    Phone: 06-6447-8635
    Mobile: 080-5781-7193
    E-Mail:t-wakabayashi@so.as-1.co.jp

    Lithoz社 メーカーHPにも、更に詳細な情報が記載されております。(英文ページ)
    http://www.lithoz.com/en