ホログラムで3Dプリントが進化する？ 新技術「TVAM」がすごい！

3Dプリンターの未来は、ホログラムとともに進化する……かも！？　

そんなニュースが届いたのでご紹介します。なんでもスイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）と南デンマーク大学の研究チームが、新しい技術「トモグラフィー型体積積層造形（TVAM）」の改良に取り組んでいるそうなのです。

通常の3Dプリントは一層ずつ素材を積み重ねる方法ですが、TVAMではレーザーを回転するレジントレイに照射することで、一度に立体的な形状を作り上げます。この技術はプリント時間を大幅に短縮できる一方で、エネルギー効率が悪いという課題もありました。

しかし、研究チームはこの問題をホログラムを直接レジントレイに投影することで解決しようとしています。この新しい手法は、3Dプリンティングの世界をどう変えていくのでしょうか？

TVAMとは？従来の3Dプリントと何が違う？

「ボリューメトリック（体積）3Dプリント」や「トモグラフィー3Dプリント」と呼ばれるこの技術は、従来の3Dプリンティングとは大きく異なります。

一般的な3Dプリントは、フィラメントやレジンを層ごとに積み重ねることで造形しますが、TVAMは透明な液体レジンの中に、複数方向からパターンを投影し、一度に形状を形成するという仕組みです。

TVAMのメリット

超高速プリント → 形状を一気に作れるので、わずか60秒以内で造形可能
サポート材不要 → 液体レジン自体が造形を支えるため、後処理が楽
均一な仕上がり → 層を積み重ねないため、レイヤーラインがほぼゼロ

一方で、従来の方法にはエネルギー効率が悪いという問題がありました。そこで、研究チームはホログラム技術を活用し、さらなる改良を試みました。

ホログラムで3Dプリントを改良？研究チームのアプローチ

TVAMの最大の課題は、投影された光のたった1％しかレジンに到達しないこと。つまり、ほとんどの光が無駄になり、より多くのエネルギーを必要とするわけです。

そこで研究チームは、ホログラムを使って光をより効率的にレジンに届ける方法を開発しました。

ホログラムを活用するメリット

光の利用効率UP → すべてのピクセルが造形に寄与するため、光が無駄にならない
解像度の向上 → ホログラムのパターンを調整することで、より精密な3D造形が可能
エネルギー消費を大幅削減 → 従来のボリューメトリック3Dプリントと比較して、光の消費量が25分の1

研究チームは、この技術を「HoloTile」と呼び、すでにいくつかの試作品（ベンチー、シリンダー、球体など）を作成することに成功しています。

HoloTileで出力されたオブジェ

今後の課題と可能性

ホログラムを使ったTVAMは、すでに大きな成果を上げていますが、まだ改善の余地もあるようです。

レジントレイの回転をなくす → 現在はレジントレイを回転させながら造形する必要があるが、これを省略し、よりシンプルなプロセスにするのが目標
さらに高精細な造形を実現する → 生物組織や複雑な構造の再現精度を向上させる
応用範囲を広げる → 特に医療分野での活用が期待されている

EPFLのMaria Isabel Alvarez-Castaño氏は、「この技術を使って、人体組織や臓器のフルスケールモデルをバイオプリントすることを目指している」と語っています。つまり、将来的にはリアルな臓器モデルを3Dプリントして、医療現場で活用することも可能になるかもしれません。

果たしてホログラム × 3Dプリントが未来を変えるのか？

今回紹介した技術は、ボリューメトリック3Dプリントをさらに進化させる革新的な方法です。

ホログラムを使ってエネルギー効率と解像度を大幅に向上
従来の3Dプリントよりも圧倒的に高速で造形可能
医療分野などでの応用が期待される

まだ開発途中の技術ではありますが、今後の発展次第では、3Dプリンティングの概念そのものを変える可能性を秘めています。新たなイノベーションに期待しましょう！

参照文献：https://actu.epfl.ch/news/holograms-boost-3d-printing-efficiency-and-resolut/

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