2015 Fiscal Year Annual Research Report
三次元造形法による超多品種極少量生産に対応した補装具部品の革新的設計・生産技術
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26560319
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| Research Institution | National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
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Principal Investigator |
硯川 潤 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (50571577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 剛伸 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究部長 (40360680)
中村 隆 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 主任義肢装具士 (40415360)
高嶋 淳 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究員 (90711284)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 3Dプリンタ / 引張試験 / 義肢装具 / パラメトリック設計 / FDM / アニール処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，前年度に実施した強度試験と部品試作で得られた知見を発展させ，以下のような成果を得られた．
i) FDMで製作した試験片の造形条件と強度特性の系統的理解：低価格な3Dプリンタで最も多く採用されている熱溶解積層法 (FDM) による造形物の強度特性を系統的に理解するために，造形条件と引張・曲げ試験結果の関係性を検討した．その結果，造形雰囲気温度の設定，積層方向，積層パス，アニール処理，溶剤浸漬処理，などが，試験片の強度特性に与える影響を定量的に把握できた．
ii) 義手パーツの強度試験と造形条件最適化：上記試験で得られた知見が，実際の部品形状に適用可能であることを確認した．FDM で造形することを前提に設計・公開されている能動義手のパーツを，JIS T9218-92 に準じた試験法で評価した．その結果，積層方向や後処理などの造形条件とパーツ強度の間に，一貫した関係性を確認でき，造形条件の最適化で強度を改善できることを実証した．
iii) 義肢装具材料との比較：義肢装具分野における FDM造形物の位置づけを把握することを目的とし，その基本的な力学特性を一般的に使用されている義肢装具材料のプラスチックの特性と比較した．その結果，ナイロンストッキネットなどのラミネーションプラスチックと比較して，FDM で造形した ABS 試験片は，破断に至る応力は大きく変わらないものひずみが小さく，脆性的なふるまいを見せる点で大きく異なる特性を有していた．
iv) 部品構造の自動生成手法の構築：造形物の設計パラメータを簡易に変更して造形データを得られる自動生成手法を提案・構築した．食事動作のリハビリテーションに用いられる福祉用具を対象に，パラメータ間の干渉などを確認する機能を実装し，専門的な知識が無くても臨床現場で容易に形状をカスタマイズできるシステムを構築できた．
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Research Products
(4 results)
