「新たなものづくり」3Dプリンタ活用最前線

～基盤技術、次世代型開発から産業分野別導入事例、促進の取組みまで～

はじめに 　3Dプリンタの発明経緯と次世代への期待（小玉 秀男）
　　1．光造形法の発明経緯
　　2．取り組まなかった研究
　　3．次世代3Dプリンタへの期待
　
第1編　付加製造技術に関わる定義と各種工法（新野 俊樹）
　　1．はじめに
　　2．AMと共通手続きとしての積層造形法
　　3．液槽光重合(Vat　Photopolymerization)法
　　4．粉末床溶融結合法(Powder　Bed　Fusion)
　　5．結合剤噴射法(Binder　Jetting)
　　6．シート積層法(Sheet　Lamination)
　　7．材料押出法(Material　Extrusion)
　　8．材料噴射法(Material　Jetting)
　　9．指向性エネルギー堆積法(Directed　Energy　Deposition)
　　10．AM法の大分類
　　11．3Dプリンタという言葉


第２編　次世代型 3Dプリンタと材料の開発
総論　3Dプリンティング技術の現状と未来展望（安齋 正博）
　　1．3Dプリンタを動かすためのシステムと要素技術
　　2．3Dプリンタの泣きどころとその問題解決が未来を左右する
　　3．3Dプリンタの応用がもたらすもの
　　4．後処理工程をどうするか？
　　5．まとめ
第1章　次世代型 3Dプリンタ開発
　第1節　低コストアーク溶接積層方式金属3Dプリンタの開発（笹原 弘之,阿部 壮志）
　　1．アーク溶接方式の位置づけ
　　2．原理と特長
　　3．造形装置
　　4．造形物の強度と品質
　　5．残留応力とそれによるひずみ
　　6．造形例
　　7．おわりに
　第2節　熱溶解積層方式3Dプリンタの開発（大林 万利子）
　　1．概　要
　　2．開発のきっかけ
　　3．プロジェクト開始
　　4．発　表
　　5．オープンソースの利点と問題点
　　6．同梱品の決定
　　7．出荷前検査
　　8．マニュアル
　　9．改善,注意したポイント
　　10．対応PCのOS
　　11．まとめ
第2章　材料開発
　第1節　3Dプリンタ向け電子部品素材の開発 （藤井 茉美,浦岡 行治）
　　1．はじめに
　　2．スピンコート成膜InZnO薄膜のTFT応用
　　3．UV‐O3処理によるプロセス温度の低温化
　　4．インク材料によるプロセス温度の低温化
　　5．水系溶液で作製したIZO TFTの信頼性
　　6．まとめ
　第2節　電子ビーム溶融方式3Dプリンタによる金属材料の開発（千葉 晶彦）
　　1．はじめに
　　2．EBM造形技術と装置概要
　　3．電子ビームとパウダーベッドとの相互作用
　　4．EBM造形法による合金の造形
　　5．おわりに
　第3節　3Dプリンタ適用アルミ材料の特徴と造形のメリット（田内 英樹）
　　1．アルミ3D造形を始めるにあたって
　　2．3D造形で使用するアルミ材料の特徴
　　3．造形条件
　　4．金属3Dプリント技術におけるアルミとその他の金属の違い
　　5．造形事例とメリット
　第4節　3Dプリンタ素材開発における海外動向（前田 健二）
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンタ普及の現状
　　3．FDM3Dプリンタ用素材
　　4．SLA3Dプリンタ用素材
　　5．おわりに
　第5節　柔らかい材料の3Ｄプリンティングの実例とその可能性（林田 大造）
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンティングにおける柔らかい材料の開発
　　3．柔らかい材料の3Dプリンティングによる製品デザインの新たな可能性
　　4．おわりに
　
第３編　分野別活用事例と活用促進の取組み
総論　3Dプリンタ・積層造形技術の進化と産業へのインパクト（桐原 慎也）
　　1．メイカーズ・ムーブメントと3Dプリンタブームの到来
　　2．材料の広がり
　　3．本質的変化と価値提供パターン,産業へのインパクト
　　4．製造業革新競争と日本の産業競争力強化に向けて
第1章　建築とデザイン・文化財分野での活用
　第1節　建設業界におけるITと3Dプリンタ（家入 龍太）
　　1．概　要
　　2．建設業界での3Dプリンタの使われ方
　第2節　アディティブ・マニュファクチャリング(ＡＭ)でつくるコンシューマーグッズ（小林 毅）
　　1．はじめに
　　2．既製品の枠を超える
　　3．デジタル設計の課題を克服
　　4．3Dプリントでアイデアを現実に
　　5．新たなビジネスモデルの促進
　　6．高品質の3Dプリント製品を確実に提供するために
　　7．おわりに
　第3節　文化財と3Dプリンタ（村上 隆）
　　1．はじめに
　　2．文化財分野における「レプリカ」
　　3．文化財分野における3Dプリンタの応用
　　4．金属3Dプリンタ(金属粉体焼結積層造形法)の応用事例
　　5．X線CTと3Dプリンタ(複数樹脂同時噴射)の応用事例
　　6．文化財研究に対する3Dプリンタの応用の課題
第2章　型製作への活用
　第1節　ハイブリッド金属3Dプリンタによる金型・部品の製作（天谷 浩一）
　　1．概　要
　　2．金属光造形複合加工法とは
　　3．金属光造形複合加工装置の紹介
　　4．LUMEX　Avance-25によるプラ金型製作
　　5．LUMEX　Avance-25による高機能部品製作事例
　　6．結　言
　第2節　高性能複合金属3Dプリンタ「OPM250L」紹介と高精度部品への適用技術（森本 一穂）
　　1．はじめに
　　2．OPM250L開発及び狙い
　　3．金属3Dプリンタによる高精度金型・部品適用拡大
　　4．ソリューションシステムとしての高度化
　　5．まとめ
　第3節　積層型3Dプリンタによる鋳造用砂型作製（岡根 利光）
　　1．鋳造とは
　　2．鋳造での3Dプリンタの活用
　　3．代表的な砂型造型用3Dプリンタ技術
　　4．3Dプリンタ積層造形鋳型の今後の展開
　第4節　マイクロ波成形技術（ゴム型で熱可塑性樹脂を成形する技術）（栗原 文夫）
　　1．はじめに
　　2．原　理
　　3．マイクロ波加熱の特徴
　　4．熱可塑性樹脂のマイクロ波加熱特性
　　5．光成形プロセス
　　6．マイクロ波成形機
　　7．マイクロ波成形品の性能
　　8．光成形品の特徴
　　9．今後の展開
第3章　試作品,完成模型の製作への活用
　第1節　NANOXキャップの試作品の製作（中川 敦仁）
　　1．はじめに
　　2．包装容器設計プロセス
　　3．包装容器設計の難しさ
　　4．包装容器設計の目指すものはデザイン価値の向上
　　5．3Dプリンタを活用した容器開発事例
　　6．3Dプリンタを活用したデザイン業務
　　7．まとめ
　第2節　建築のデジタルアーカイブと3Dプリンタによる検証模型の制作（平沢 岳人）
　　1．建築構法とデジタルアーカイブ
　　2．精緻なスケール模型によるデータの整合性検証
　　3．デジタルアーカイブ化のワークフロー
　　4．3Dプリンタでの出力に関する調整と工夫
　　5．その他の建築学的活用事例
　　6．これからの3Dプリンタに求めること
　　7．おわりに
　第3節　BIMにおける3Dプリンタの活用（志手 一哉）
　　1．施工模型から建築部品の造形へ
　　2．建築プリント技術
　　3．建築プリント技術の普及に対する問題
　　4．BIMと3Dプリンタ
　　5．まとめ
　第4節　実験教材の製作（西方 敬人,柏崎 寿宣,谷田部 弘,小林 正浩）
　　1．はじめに
　　2．顕微鏡データを3Dモデル化するためのパイロットモデル
　　3．試作品とその問題点
　　4．改善の試み
　　5．もう一件の試作品とその問題点
　　6．3Dプリンタの進歩と今後への期待
　　7．おわりに
第4章　3Dプリンタ製作技術の医療分野への活用事例
　第1節　3Dプリンタ活用によるインプラント治療向け器具の作製（住田　知樹）
　　1．緒　言
　　2．CADによるカスタムメイドデバイス設計
　　3．カスタムメイドデバイスの作製
　　4．造形物の正確性の検証
　　5．臨床応用
　　6．最後に
　第2節　3D造形機による臓器モデルの作成と医療現場での利用（國本 桂史）
　　1．3Dラピッドプロトタイピングについて
　　2．医療における支援システムとしての臓器モデル
　　3．3D臓器モデルについて
　　4．臓器モデルの制作プロセス
　　5．臓器モデルの3D造形例
　　6．生体間移植手術のための術前シミュレーションで使用する肺モデルのデータ作成
　　7．ダ・ビンチ利用の腫瘍切除手術の術前シミュレーションで利用する3D腎臓モデルの作成
　　8．これからの3D臓器モデル利用の展開について
　第3節　3Dプリンタ活用による医療機器開発（小山 克生）
　　1．開発経緯
　　2．3Dプリンタ活用の背景と経緯
　　3．開発工程での活用内容
　　4．まとめ
　第4節　3Dプリンタ活用によるカスタムメイド型人工骨の製作
　　　（高戸 毅,藤原 夕子,菅野 勇樹,西條 英人,鄭 雄一,星 和人）
　　1．はじめに
　　2．顎顔面領域における骨再建
　　3．CT－Boneの研究開発
　　4．カスタムメイド型人工骨(CT‐Bone)の臨床応用
　　5．おわりに
　第5節　3Dプリンタ活用による骨代替材料の開発（池尾 直子）
　　1．はじめに
　　2．骨類似の異方性を有するポーラス化骨代替材料の創製
　　3．骨力学機能を模倣したパウダー/ソリッド複合構造型骨代替材料の創製
　　4．おわりに
第5章　特殊分野における精密製品のダイレクト製作事例
　第1節　タービン製造における3Dプリンタの活用（原口 英剛）
　　1．概　要
　　2．三菱ガスタービンの開発経緯
　　3．3Dプリンタの原理と当社での工夫
　　4．当社での3Dプリンタの導入
　　5．3Dプリンタの活用
　　6．結　言
　第2節　宇宙開発における3Dプリンタの活用取組み（堀 秀輔）
　　1．はじめに
　　2．航空宇宙分野における3Dプリンタへの取組みの必要性
　　3．世界情勢
　　4．解決すべき課題
　　5．今後の展開
　　6．おわりに
　第3節　複雑形状製品への3Dプリンタの活用（山口 清,飯塚 厚史）
　　1．複雑形状のメリット
　　2．適用事例
　　3．複雑形状設計法①：トポロジー最適化
　　4．複雑形状設計法②：Generative　Design
第6章　3Dプリンタ活用促進の取組みと環境整備
　第1節　大阪府立産業技術総合研究所の取組み（中本 貴之,木村 貴広）
　　1．はじめに
　　2．産技研における金属AMに関する歴史
　　3．産技研における金属AMに関する技術相談と指導・成果普及
　　4．産技研における金属AMに関する研究事例
　　5．おわりに
　第2節　鳥取県産業技術センターの取組み（木村 勝典）
　　1．はじめに
　　2．3次元データを活用した技術支援の取組み開始
　　3．3次元データ活用製品開発促進支援事業の立ち上げ
　　4．3次元データ活用製品開発促進支援研究会の活動
　　5．製造プロセスイノベーション技術部会活動の開始
　　6．おわりに
　第3節　東京都立産業技術研究センターの取組み（阿保 友二郎,横山 幸雄）
　　1．はじめに
　　2．機器利用事業による運用
　　3．導入の歴史
　　4．中小企業にとっての3Dプリンタの活用
　　5．試作目的に応じた3Dプリンタの必要
　　6．3Dデジタルものづくり支援
　　7．AM(3Dプリンタ)ラボ
　　8．弦楽器の作製
　　9．塗装による後加工
　　10．公設試の役割
　第4節　メーカーにおける大量生産に向けた3Dプリンタ活用と課題（安達 充,小岩井修二,小岩井 豊己）
　　1．緒　言
　　2．砂積層工法の特徴
　　3．各種成形法における砂型鋳造と金型鋳造の位置
　　4．砂積層工法の使い方とその特徴
　　5．砂型鋳造の進化と3Dを用いた砂積層の今後の期待
　　6．まとめ
　第5節　経済産業省における3Ｄプリンタの取組みについて（新ものづくり研究会での報告から）（鴫原 明里）
　　1．3Dプリンタの発展可能性　二つの方向性
　　2．精密な工作機械としての発展可能性
　　3．幅広い主体のものづくりツールとしての発展可能性
　　4．今後の方向性
　　5．まとめ