— 最適化設計・生産 —

バイオイノベーティブデザインの研究開発

Research & Development of Bio Innovative Design Technology 相反する軽量化と高強度化の両立を可能にする、生物に学んだ新たな設計・製造法を提案
詳細・最新情報はテーマ先ホームページから http://bid.w3.kanazawa-u.ac.jp/
クラスタホームページはこちらから http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/sipdelight/
研究実施機関(再委託先、共同実施先含む)
金沢大学、石川県工業試験場

背景

生物の形態を観察すると、そこにはそれぞれの生存環境に適したデザインが見事に施されていることに驚かされます。そこで本テーマでは、生物形態に基づく構造デザイン技術の開発と、複雑な生物形態を反映した構造(シェル+リブ)を製造可能にする技術の開発に取り組んでいます。
具体的には、生物規範に基づく効率的な設計手法と組紐技術をいかした高強度で軽量な構造部材を迅速に製造できる技術の確立を目指しています。

目標

上記を一つの設計・製造システムとして統合した「バイオイノベーティブデザイン技術」を確立することが本テーマの目標です。
そのために、

  1. 約50種類のデータベース構築(図1)
  2. データベースを活用した最適設計支援システムの開発
  3. リブ+シェル構造の一体成形法開発

を平成28年度(2016年度)末までの開発目標として掲げています。

(図1)約50種類のデーターベース構築
(図1)約50種類のデーターベース構築

実施内容

  1. 生物形態データベース(図1)

    生物形態は様々な環境に適応したもので、ある意味で最適化された形態です。それを、設計上流部における設計アイディアとして活用するためのデータベースを構築します。

  2. データベースを活用した最適設計

    軽量化と高強度化を両立する、新たなパレートフロントを発見し、生物形態データベースを活用した効率的な最適設計手法を開発します。

  3. 組紐技術による設計・製造

    最適化の結果から,マンドレルを3Dプリンターで製作します(図2)
    組紐技術で炭素繊維を用いて試作を行います(図3、4)

(図2)3Dプリンタによるマンドレル
(図2)3Dプリンタによるマンドレル
(図3)組紐機械(金沢大学)
(図3)組紐機械(金沢大学)
(図4)マンドレルを抜いた構
(図4)マンドレルを抜いた構
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