折紙工学と空間充填理論に基づく新しいコア構造の機能創出と製造法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20246042
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 萩原 一郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50282843)
• 研究分担者: 野島 武敏 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特任教授 (40026258) ; 杉山 文子 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80162907) ; 小机 れかえ 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30288211) ; 安井 位夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (70143691) ; 篠田 淳一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 東工大特別研究員 (60266880)
• 研究期間 (年度): 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円); 2008年度: 30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)
• キーワード: ダイアコア / トラスコア / ハニカムコア / 成形シミュレーション / オクテットトラス / 計算折紙塑性加工学 / 折紙コア / 収縮 / 展開

研究概要

軽量で高剛性、高強度のコア構造は省資源に役立つことからますます重要となる。コアの代名詞でもあるハニカムコアは熱に弱く、高価であるもののハニカムに代わるものは得られていない。本研究提案の、折紙工学と空間充填理論によって得られたダイアコアは「日本の折紙の産業応用への大いなる可能性」として本年7月にNatureに取り上げられた。この可能性ある折紙工学が確かに産業応用されるためには計算力学援用による安価な成型法の確立、機能の最適化が必要である。これまでの強度・剛性に関する検討からダイアコアはハニカムコアに総合力で優ることが示され、10月9日の日刊工業新聞の第1面に取り上げられた。更に、我々は既存の角柱型のコアモデルとは全く異なる、正多面体、準正多面体の空間充填形や、捩れ多面体等の形を持つ数々の独創的なコア構造を創案している。本研究では、ダイアコアの安価な製造法の確立、遮熱、吸音・遮音などの機能創出などを行うとともに、角柱型でない新しい概念に基づくコア構造に関しても同様に、計算力学を援用し新しい意匠デザイン、機能創出と安価な成型法の開発を目指した。ただし、今回の期間(平成20年4月-5月)では、ダイアコアの成形シミュレーションの手法開発を行った。