「次世代3Dプリンティング」は、2つの異なる材料を同時に印刷することを可能にする。米国政府の科学者が、より高速、軽量、そしてより正確な多重ノズル技術を実演した。

米国エネルギー省（DOE）オークリッジ国立研究所（ORNL）の科学者たちは、「次世代3Dプリンティングシステム」と称するシステムを実証しました。鍵となる革新技術は、マルチプレックスノズルです。これにより、出力サイズ、重量、複雑さといった一般的なトレードオフを最小限に抑えながら、スケーラブルな3Dプリンティングを産業界に提供できます。さらに重要なのは、この技術により、異なる材料での同時プリンティングも可能になる点です。

この改良された大規模3Dプリント方法は、大型化に伴うプロセスの弱点を解消します。「押出機は継続的に大型化できますが、重量が増加するため、より堅牢で高価なガントリーシステムや、運搬・制御用ロボットが必要になります」と、ORNLは2023年にこの技術革新を初めて発表した際に指摘しました。「大型の押出機は、低速（最大スループットの10%未満）での流量制御が不安定になるという問題を抱えており、小規模な造形や低速印刷では問題となる可能性があります。」

それで、それはどのように機能するのでしょうか?

次世代3Dプリントシステムは、複数の押出機を組み合わせて出力を単一の溶融ポリマーの流れに多重化することで、その中核を成しています。この変更により、重量の増加や低速時の信頼性の低下といった、典型的な大規模問題が最小限に抑えられるとされています。

例えば、多重ノズルの1つをオフにすることで、必要に応じて押し出し速度を低下させることができます。また、複数の材料を制御された速度で同時に供給することも可能です。ORNLは、これにより、より複雑な「リボン型」や「コア＆シース型」のビード設計をノズルから直接作製できるようになると示唆しています。

新たに公開されたデモビデオでは、「品質や制御性を犠牲にすることなく、押出機を追加することでスループットを向上させることができます」と説明されています。ノズルの多重化に関する上限は明記されていません。

ORNLの「次世代3Dプリンティング」技術は、積層造形メーカー、海洋産業、航空宇宙産業などの分野ですぐに活用されることが期待されています。その恩恵の一部は、やがて一般消費者向け3Dプリンターにも波及し、Bambu Lab H2Dのような、これまでテストしてきた最高のデュアルノズルメカニカルスイッチングシステムを超える性能を発揮するかもしれません。

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マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることを楽しんでいます。