2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development and Application of 5D-printer
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17K18830
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
津守 不二夫 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10343237)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 3Dプリンタ / 4Dプリンタ / 5Dプリンタ / 磁性粒子 / ソフトアクチュエータ / 生体模倣 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は５次元プリンタを開発し，応用していくことを目的とする．５次元プリンタとはこれまでの３次元プリンタ（ｘ，ｙ，ｚ）に加え「それぞれの箇所における材料物性の配向（３次元ではθ，φの２方向で表される）」を制御したプリンタである．このように５つの設計パラメータで制御され，従来の３次元に，この２つの「拡張された次元（Nature誌の言うところのextended dimensions）」を加え，５次元プリンタと呼ぶことができる．
研究期間中に２種類の装置を開発した．ひとつはガルバノスキャナを備えたＵＶレーザ光源により樹脂を硬化するタイプであり，もうひとつは細いノズルから材料を吐出しながら積層造形を行うディスペンサタイプのものである．この装置を利用して，いくつかの樹脂構造を出力した．応用した例としては生体模倣構造のひとつである人工繊毛が挙げられる．人工繊毛をアレイ状に出力する際，一本一本に磁気異方性を付与することにより，それぞれの動きが異なる構造を出力した．この方法により実際に自然界にで観察されるメタクロナール波を再現することが可能となった．（注：メタクロナール波とはサッカー場のウェーブのように，各個人は同じ動きを行うが，タイミングをずらすことにより全体的な波を実現するものである．これにより，生体繊毛ではこの効果で送液効率が飛躍的に向上している）
このように，形状のみならず，構造内部組織を組み入れた５Ｄプリント技術の基盤を完成させることができた．
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