3Dバイオプリンター用ROLLONリニアアクチュエータ

3Dプリンターは、製造から建築、そして医療分野で最も革新的なものまで、ある業界に革命をもたらしています。ラピッドプロトタイピングプロセスを開発する能力を有するということは、商品化までの時間短縮と、プロセス全体の時間の最適化という点で大きな利点があります。また、3D印刷では、リニアモーションソリューションも、位置決め精度、再現性、効率を確保する上で重要な役割を果たすことができます。Rollonテクノロジーは、革新的な組織プリンティングの用途に導入されています。

ドイツ、アーヘンのRWTH大学病院の科学者は、リニアモーションソリューションを専門とするグループ、Rollon製のアクチュエータラインのリニアアクチュエータを使用して、高分子の3次元セル構造の生成的な作製を目的としたロボットプリンティングシステムを開発しました。
ドイツ連邦経済技術省（the German Federal Ministry of Economics and Technology）がスポンサーの「RoboGel」共同プロジェクトの目的は、アジュバント溶液内で生細胞を層ごとにプリンティングできる完全自動化の3Dバイオプリンターを開発することでした。

バイオプリンティングの新たなフロンティア

バイオプリンティングは、ラピッドプロトタイピングの原理に基づく組織工学プロセスです。従来の組織工学プロセスでは、合成組織はさまざまな段階でいくつかの構成部品から作成されます。代わりに、「RoboGel」プロセスは新しいアプローチに従います：モデルに従って、3次元生体組織が作成され、レイヤーごとにプリンティングし、ヒドロゲルに細胞懸濁液を注ぎます。

ヒドロゲル構造体をシグナル分子と統合させ、培地で培養すると、細胞が増殖し、プロセスの終わりまでにオブジェクトが所望の細胞構造を取得します。新しいプロセスにより、センチメートル単位の多層ヒドロゲル構造体を作ることができるようになります。これらの種類の組織を作成するにはさまざまな種類の細胞が必要なので、革新的な3Dバイオプリンターの多数のプリントヘッドにより、単一の複雑なシステムで同時にさまざまな種類の細胞を作成できます。

これらの成果は、実験室用自動化にカスタマイズしたハードウェアを製造しているドイツの会社HiTec Zang社と、長い間リニアモーション技術の主要なプロデュ－の1つであるイタリアの会社Rollon社のコラボレーションによって得られました。

イノベーション軸

バイオプリンターは、HiTec Zang社が製造した指定用途用のための実験用ロボット、SciBot®に基づいて開発されました。これは、オンライン分析システム、ポンプ、バルブ、アクチュエー付きのツール交換システム、センサー、その他のさまざまなツールに接続できます。この場合、実験用ロボットの「心臓」は高精度のリニア軸であり、ポータルを形成するようにSciBot®上で2つの支持軸にで固定されています。

リニア軸のレールには、グリッパーユニット、ツール、さらにはプリントヘッドを取り付けることができます。リニア軸は、ロボットを正しい位置に移動させオブジェクトを扱います。

この中心のモジュールを実装するのに、プロジェクトメンバーは、RollonのPrecisionSystem製品群のTH90リニアアクチュエータを選択しました。プロトタイプを作成する前に、いくつかの異なるプロデューサーが製造した多く製造会社のリニア軸製品を比較しました。TH90が選ばれたのは、位置決めと再現性の精度が5 µm以下であるからです。

THリニアアクチュエータ：技術的特性

TH製品群のアクチュエータは、正確で高剛性、コンパクトなリニアテーブルで構成され、ボールねじの動き（あらゆる種類の精度で、多くの種類のねじピッチで利用可能）により、あらゆる処理段階で高い位置決め精度が確保でき、高性能でご利用いただけます。Precision System THリニアテーブルの非常にコンパクトな設計は、実験室など、限られた空間での用途に最適です。

さらに、このリニアアクチュエータは、始動トルクが小さく、ねじり強度も高く、しかもコンパクトなのが特徴です。また、動作中の最大移動速度は最大1.4 m/秒に達します。2つまたは4つの再循環ボールベアリングのシステムによって移動し、でき、2つの平行なレールに事前に組み込まれています。精度システムTHリニアテーブルは、あらゆる耐荷重に対応できるよう、シングルまたは2重（デュアル）の両方のキャリッジバージョンでで利用できます。またプレシジョンシステムTHシリーズは、それぞれの部品に対してアクセス可能な潤滑システムが装備されており、レールとねじに安全に潤滑できるのが特徴です。

これらの機能はすべて、正確で高速で需要の高い3Dプリンターを作るのには欠かせませんでした。
THリニアアクチュエータは、以下の3つの幅で利用できます：90、110、および145mm。

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