2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development and application of 3D multi-material block printing technology
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15H03944
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
丸尾 昭二 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (00314047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣田 誠 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20347305)
前田 雄介 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50313036)
前川 卓 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70361863)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高速プロトタイピング / 光造形 / 形状モデリング / 精密マニピュレーション / バイオセラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マイクロ光造形・鋳型技術を用いて多彩なセラミックスブロック群を作製し、これらを3D 形状モデリングとロボット工学を駆使して最適構造に組み立てることで、3次元機能デバイスを作製する「3D マルチマテリアル・ブロックプリンティング技術」の開発を目指している。本年度は、上記の目的を達成するために、以下の研究項目を実施した。
バイオセラミックス製ブロックの作製では、従来の水系スラリーを用いたバイオセラミックスブロックの機械的強度を向上させるために、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子を混合した樹脂系スラリーを用いたバイオセラミックスの3D造形の基礎検討を行った。実験では、バイオセラミックスの1つであるβリン酸三カルシウムの微粒子を用いて樹脂系スラリーの濃度を最適化し、実際に3D造形物の試作に成功した。また、造形した3D造形物を脱脂・焼結することで、崩壊することなくセラミックス製の3D微小造形物を作製できることも実証した。さらに、開発した樹脂系スラリーを用いてペレットを作製し、細胞培養実験を行い、生体適合性に問題がないことも確認できた。
ブロック組立システムの開発では、マイクロ光造形により作製した鋳型から複製した微小ブロック群を用いて、他自由度ロボットアームを用いた組立システムを構築し、実際にカメラを用いて微小ブロックを観察しながら、手動で組み立てることに成功した。さらに、画像処理システムを搭載し、ブロックを自動で認識して、組み立てることが可能な自動組立システムを構築し、微小ブロックの組立を実証した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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