フルイディック材料創製と3Dプリンティングによる
構造化機能材料・デバイスの迅速開発
On-demand 3D additive manufacturing of structural functional materials and 3D devices through the creation of fluidic materials
超臨界水熱合成でセラミック材料のインクジェット3Dプリンティングを可能にする
- 委託先
- 東北大学、DIC(株)、日産自動車(株)、東芝テック(株)、パナソニック(株)、クラレノリタケデンタル(株)
背景
わが国のものづくり産業では、構造化機能材料・デバイスが高収益・高利益率を上げていますが、今後は開発のリードタイム短縮が「鍵」になってくると予想されます。本テーマでは、
- セラミックス複合機能材料のナノ材料化、その高濃度・高機能インク化(フルイディック材料)の開発
- インクジェット方式(IJ)によるフルイディック材料の3次元造形技術開発
- 3Dプリンティング技術による構造化機能材料からなるデバイス(人工歯、3次元Li電池)の開発の迅速化と新たなイノベーションスタイルの確立
に取り組んでいます。具体的な課題と解決策としては、従来は高濃度にすると粘性が増大するため、インクジェットプリンティングによる3D造形が困難だったセラミック材料を、超臨界場水熱合成と有機修飾により高濃度充填が可能にすることを目指しています(図1)。

目標
- 平成26年度~平成28年度
YSZナノ材料の開発と高濃度・高機能インクの開発
インクジェットヘッド・装置システムの開発と人工歯の試作、Li電池の形状性能確認 - 平成29年度~平成30年度
構造化機能材料の高濃度・高機能インク化技術、インクジェット方式3Dプリンティングシステムおよび機能性デバイス技術の確立
イノベーション創出体制の確立と実証
実施内容
- フルイディック材料研究開発
超臨界水熱合成の基盤技術に基づいて高濃度・高機能インク化(フルイディック材料)を図る。
- 3Dプリンティング装置・システムの開発
高濃度フルイディック材料に対応できるインクジェットプリンタヘッドの開発とシステム開発。
- 3Dプリンティング付加造形技術による高機能・構造化材料によるデバイスの開発
自然歯に近い色調・高い審美性に富む顧客の要求に応じたオーダーメイド人工歯の開発(図2)
小型、軽量化および高速充放電が可能な3次元Li電池の開発(図3) - イノベーションスタイルの創成
材料設計を可能とする情報技術基盤を作り、情報活用イノベーションセンターに材料・装置・技術・プロセス知・知財を集約させて人材育成と技術の普及を図る。


革新的材料3D造形
- クラスタから選ぶ
- 超上流デライト設計・生産
- 最適化設計・生産
- 革新的材料3D造形
- 加工技術の複合化・知能化
- 革新的複雑造形
- 現場立脚型
- 全てのクラスタから選ぶ
- 技術俯瞰から選ぶ
- 地域拠点・コンソーシアム
- 製品設計
- 材料
- 加工技術
- 生産技術
- 応用展開・最終製品
- 全ての技術俯瞰から選ぶ
-
超上流デライト設計・生産
theme 超3D造形技術プラットフォームの開発と高付加価値製品の創出
-
超上流デライト設計・生産
theme 革新的デライトデザインプラットフォーム技術の研究開発
-
超上流デライト設計・生産
theme チーム双方向連成を加速する超上流設計マネージメント/環境構築の研究開発
-
超上流デライト設計・生産
theme Additive Manufacturingを核とした新しいものづくりの創出の研究開発
-
最適化設計・生産
theme 全体俯瞰設計と製品設計の着想を支援するワークスペースの研究開発
-
最適化設計・生産
theme 迅速で創造的な製品設計を可能とするトポロジー最適化に基づく超上流設計法の開発
-
最適化設計・生産
theme バイオイノベーティブデザインの研究開発
-
最適化設計・生産
theme 三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の構築と地域実証
-
最適化設計・生産
theme リアクティブ3Dプリンタによるテーラーメイドラバー製品の設計生産と社会経済的な価値共創に関する研究開発
-
革新的材料3D造形
theme 分子接合技術による革新的ものづくり製造技術の研究開発
-
革新的材料3D造形
theme デザイナブルゲルの革新的3Dプリンティングシステムによる新分野の進展支援と新市場創出
-
革新的材料3D造形
theme フルイディック材料創製と3Dプリンティングによる構造化機能材料・デバイスの迅速開発
-
加工技術の複合化・知能化
theme CAM-CNC統合による革新的な工作機械の知能化と機械加工技術の高度化
-
加工技術の複合化・知能化
theme 次世代型高性能電解加工機の研究開発
-
加工技術の複合化・知能化
theme マルチタレット型複合加工機(ターニング・ミーリング)による複雑形状の簡易・確実・高精度な知的加工システムの研究開発
-
革新的複雑造形
theme ナノ物質の集積複合化技術の確立と戦略的産業利用
-
革新的複雑造形
theme イノベーションソサエティを活用した中部発革新的機器製造技術の研究開発
-
革新的複雑造形
theme 高付加価値セラミックス造形技術の開発
-
革新的複雑造形
theme 高付加価値設計・製造を実現するレーザーコーティング技術の研究開発
-
革新的複雑造形
theme ガラス部材の先端的加工技術開発
-
現場立脚型
theme データマイニング、遺伝的アルゴリズム、迅速試作技術の融合による進化的ものづくりシステムの構築に向けた研究開発
-
現場立脚型
theme 計測融合計算化学を活用したスノースポーツ用品の最適化
-
現場立脚型
theme 市場流通材のスーパーメタル化開発
-
現場立脚型
theme 東工大-大田区協創による喜びを創出する革新的ものづくり環境の構築と快適支援機器の設計製造技術の開発