超高精細3Dプリンティングの可能性を拡げるガルバノスキャナー横浜国立大学 丸尾研究室

業種：教育機関・研究室

丸尾研究室では、二光子マイクロ光造形技術を活用し、100nm～1μmレベルの超微細な三次元構造の研究開発を行っています。研究テーマの高度化に伴い、光通信向けデバイスやマイクロ光学素子など、より複雑で高精度な造形が求められるようになりました。その実現には、レーザー光を高速かつ正確に制御できる走査システムが不可欠です。従来のアナログ制御方式では限界があったため、より高い位置決め精度を実現できるデジタル制御のガルバノスキャナーの導入を決定しました。

二光子マイクロ光造形では、1回の造形に数十時間を要することもあり、その間、安定した走査性能を維持する必要があります。
また、研究室では、微小液滴を非接触で輸送する独自技術を用いたマルチマテリアル造形や、レーザー駆動マイクロロボットの開発にも取り組んでいます。こうした先端研究では、高精度な位置制御と長時間安定動作を両立することが重要な条件となります。
ガルバノスキャナーは、高精細造形だけでなく、多材料造形や次世代デバイス開発を支える基盤技術として期待され、導入が進められました。

近年注目を集める4Dプリンティング分野でも、ガルバノスキャナーの活用が拡がっています。4Dプリンティングは、3Dプリントした構造体が熱や光などの刺激によって時間とともに形状を変化させる技術です。研究室では、温度や光に応答する材料を用いたマイクロマシンやマイクロアクチュエータの研究を進めています。ガルバノスキャナーの高速走査性能を活用することで、複数箇所への精密な光照射や高度な動作制御が可能となり、細胞操作や再生医療、バイオ研究など新たな応用分野の拡大が期待されています。

今後は医療・バイオ分野に加え、宇宙分野への展開も見据えています。特に、小型衛星向け推進機の微細ノズルやエミッタアレイの開発では、高速かつ高精度な造形技術が不可欠であり、ガルバノスキャナーが重要な役割を担っています。
また、セラミックスやガラス造形による高耐熱・高耐久デバイスの研究も進められており、研究成果の社会実装に向けた産学連携も活発化しています。
ガルバノスキャナーは、先端研究を支えるだけでなく、社会課題の解決につながる新たな技術創出の基盤として、今後ますます活用の幅を拡げていくことが期待されています。