IQnano3D｜二光子重合3Dナノプリンター

ナノスケールの真の3D造形

IQnano3Dは、150 nm級の高い解像度で、微細な立体構造を一体成形できる3Dナノプリンターです。焦点位置でのみ硬化する二光子重合の特性を活かし、平面的な積み上げにとどまらない自由曲面やオーバーハング（張り出した形状）を含む複雑な3次元構造を、そのままの形で造形できます。

幅と高さの比を表すアスペクト比は最大1:10まで対応し、細く高い構造も安定して形づくれます。フォトリソグラフィなどの従来手法では実現が難しかった微細で複雑な形状を、後加工に頼らず一体で造形できる点が特長です。

試作を速く回せる造形スピード

IQnano3Dは、最大3.3メガボクセル毎秒の造形速度に対応しています。ボクセル（3D造形における最小単位。立体版の画素にあたるもの）を高速に描画できるため、微細で複雑な構造でも造形にかかる時間を抑えられます。

造形が速いほど、設計の変更や条件出しを何度も繰り返す試作のサイクルを短くできます。開発の初期段階で構造を素早く形にして評価したいお客様にとって、造形スピードは大きなメリットになります。

材料を選べる自由度

デバイス上への直接造形

国内での試作・評価に対応する体制

株式会社SIJテクノロジは、IQnano3Dの日本総代理店として、国内で装置を用いた試作・評価に対応できる体制を整えています。海外製の装置であっても、国内でサンプル造形や評価のご相談ができます。

導入をご検討いただく段階で、実際の造形結果をご確認いただきやすい点は、お客様にとっての利便性につながります。

二光子重合（2PP）の仕組み

二光子重合（2PP）は、IQnano3Dの中核となる造形技術です。集光したフェムト秒レーザー（極めて短い時間だけ発光するパルスレーザー）のスポット内で二光子が非線形に吸収され、その焦点体積のごく狭い範囲でのみ重合反応が起こります。

この原理により、感光性樹脂の内部でも狙った微小空間だけを硬化でき、サブミクロンのボクセル、シャープな輪郭、真の3D構造を形づくれます。造形は下から積み上げるボトムアップ方式で行われます。

NanoSweepによる高速・高精度ビーム制御

NanoSweep（ナノスイープ）は、IQS nano社が特許を取得しているビーム制御技術です。オーバーシュートのないAOD（音響光学偏向。音波を使ってレーザー光の向きを高速に変える方式）と、高精度なステージ駆動を組み合わせています。

レーザービームは音波によって高速に偏向され、各層をブラシでなぞるように高速で走査します。走査するストローク幅は造形内容に応じて動的に調整され、ナノスケールの精度を保ちながら高速に書き込みます。さらに、層をつなぐ継ぎ目の位置をランダム化することで、造形した構造体の強度を高めています。この高速なビーム制御が、造形スピードを支える技術的な裏付けとなっています。

グリーンレーザーがもたらす精度とバイオ適性

IQnano3Dは、波長520 nm±5 nmのグリーン・フェムト秒レーザーを搭載しています。グリーンレーザーを用いることで高い造形精度が得られ、微細なディテールを必要とする用途に有効です。

また、自己蛍光（材料自体がわずかに発する光）の少ない樹脂を使用できるため、蛍光観察を伴う生物学研究や細胞を用いた用途にも適しています。

対物レンズによる解像度の使い分け

IQnano3Dは、対物レンズを交換することで造形の解像度と範囲を使い分けられます。倍率の高いレンズほど微細な造形に向き、倍率の低いレンズほど一度に造形できる範囲が広くなります。用途に応じて、微細さと造形範囲のバランスを選べます。

レンズ倍率	60倍	20倍	10倍	100倍	30倍	5倍
書き込み可能範囲	35×35 µm	110×110 µm	220×220 µm	20×20 µm	70×70 µm	430×430 µm
区分	標準搭載	標準搭載	標準搭載	オプション	オプション	オプション

主要仕様

IQnano3Dの主な仕様は以下の通りです。

造形方式	二光子重合（2PP）／ボトムアップ積層
造形エリア	最大 50×50 mm
造形高さ	最大 20 mm（乾式対物レンズ使用時）
最小解像度	横方向 110 nm／縦方向 250 nm （いずれも到達可能な下限値。対物レンズ・造形条件により異なります）
最大アスペクト比	1:10
レーザー	フェムト秒レーザー／波長 520 nm±5 nm／最大平均出力 500 mW超
スキャナ	AOD（音響光学偏向）／スキャナ解像度 5 nm以上（60倍レンズ時）／速度 最大 3.3メガボクセル毎秒
造形モード	NanoSweep／スキャナ／ベクター
最大サンプルサイズ	150×150 mm（6インチ）
最大サンプル厚	標準基板 最大20 mm／特殊ホルダー使用時 最大50 mm
対応基板	ガラス（顕微鏡用スライド含む）、石英、シリコン、サファイア、金属 等／デバイス・部品上への造形も可
造形材料	ResIQ樹脂
装置形態・寸法	床置き型／95×71×175 cm

用途に合わせて選べる9種の樹脂

ResIQ樹脂シリーズは、二光子重合向けに開発された9種類の光硬化性樹脂で構成されています。低コストの試作用から、高強度の機能部品、生体適合が求められるバイオ用途、光学グレードの透明部品まで、用途に合わせて選択できます。

Basic One	低コストのラピッドプロトタイピング向け、高いマイクロスケール分解能、半導体基板（シリコン・ガラス）への良好な密着
Hybrid One	無機–有機マトリックス構造による高い機械強度・耐薬品性、低収縮、270℃までの高い熱安定性
Bio One	ISO 10993に基づく生体適合（非細胞毒性、MTT試験で生存率90%超）、低自己蛍光、UV／オートクレーブ／エタノール滅菌に対応、200℃までの高い熱安定性
BioFlex	柔軟性を持ち、細胞の直接接着・増殖を支持、非細胞毒性
OptoBase	手頃な価格の光学用樹脂、400〜1600 nmの波長域で高い透明性
OptoPure	フォトニクス・光学向け、350〜1600 nmで高い透明性・高純度、低散乱・低吸収、200℃までの化学的・熱的安定性
PETA	高反応性のアクリレート樹脂により、迅速な架橋反応と高分解能、効率的な二光子重合プロセスを実現
PETA+	長時間の高解像度造形に対応する安定性の向上、PDMSとの高い適合性
LumiBlue	構造体の蛍光標識・顕微観察に適した蛍光樹脂

IQData｜造形データの作成

IQWrite｜造形プロセスの制御

バイオメディカル・組織工学

生体適合性のある樹脂と微細な3D構造を組み合わせることで、医療・バイオ分野の用途に対応します。細胞の足場から体内で使う微小構造まで、内部構造を含めて一体で造形できます。

細胞足場 （スキャフォールド）	細胞が接着・増殖する環境を制御する足場を、高い均一性で造形。 解像度：0.25×0.25×2 µm 造形時間：4分30秒
マイクロインプラント・ステント	内部構造まで精密に設計した3次元構造体を一体で造形。 眼圧を下げるためのステントなどに応用。 解像度：0.2×0.2×0.25 µm 造形時間：1時間（1個あたり）
ドラッグデリバリー （マイクロニードル）	無痛での薬剤注入・サンプル採取・センサー統合などに対応。 内部チャネルやリザーバー、フィルターも造形可能。 解像度：0.25×0.25×1 µm 造形時間：41分

光学素子・メタレンズ・光学MEMS

光ファイバ端面への直接造形

マイクロ流体デバイス

精密機械部品・マイクロデバイス

デバイス／半導体部品上への直接造形

スーパーインクジェットとの組み合わせ

IQnano3Dは、お問い合わせから試作・評価、装置導入まで、段階を追って進められます。

事業内容

SIJテクノロジは、国立研究開発法人 産業技術総合研究所（産総研）の技術移転ベンチャーとして設立された企業です。微細な塗布・吐出・造形の技術を軸に、装置の製造販売を手がけています。

コア事業は、当社が独自に展開するスーパーインクジェット技術です。高粘度の液体を、加熱せずに微細に吐出できる技術として、インクジェット・エアロゾルジェット・ディスペンサー・スプレーといった塗布技術とあわせて、お客様のご要望に応じたご提案を行っています。こうした微細加工で培った知見を背景に、二光子重合による3DナノプリンターIQnano3Dを、日本総代理店として取り扱っています。

IQnano3Dについては、国内で試作・評価に対応できる体制を整えており、導入をご検討いただくお客様の技術的なご相談にも対応します。海外製の装置を、国内の窓口を通じて安心してご検討いただけます。

会社概要