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2016 年度 実績報告書

磁性微粒子鎖配向型多次元プリンタによる外部磁場駆動構造の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K13916
研究機関九州大学

研究代表者

津守 不二夫  九州大学, 工学研究院, 准教授 (10343237)

研究分担者 桐原 聡秀  大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40362587)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード3Dプリンタ / 磁性粒子 / マイクロアクチュエータ
研究実績の概要

磁性粒子を分散させたゴム材料は外部磁場駆動型アクチュエータのためのキーマテリアルである.ゴム材料中を固化する際に磁場を印加することにより,得られた磁性ゴム材料に磁気的な異方性を付与できることがアクチュエータの設計自由度を飛躍的に増大させることを提案してきた.本研究では,このような磁気異方性を構造内に「3次元」パターニングする手法を開発してきた.具体的には紫外線硬化型のゴム状樹脂材料を用いることにより,従来の3次元プリンタを拡張したプロセスを開発した.
ゴム材料を紫外線で硬化させる際に,材料に外部磁場を印加しておくことにより,硬化する微小なエリアに対し磁気異方性が付与される.積層3次元造形中に設計通りに磁場を変化させながら印加することにより,自在に異方性パターニングが可能となる.
本研究実績としては2種類の造形装置の開発が挙げられる.ひとつは平行紫外線光源を用いたものであり,もうひとつはガルバノスキャナを組み込んだ紫外線レーザ光源を用いたものである.特に後者はマスクを用意することなく,3次元CADデータをから直接造形するために有効な装置となった.
現在,得られた構造の駆動実験を進めており,興味深い挙動を示す,さらに複雑な造形体の構築も目指しているところである.具体的なアプリケーションとして,他プロセスで開発を進めていた磁場駆動型の人工繊毛をこのプリンタにより実現する計画も波及的に進行している.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Development of magnetic-field-driven artificial cilium array with magnetic orientation in each cilium2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuma Marume, Fujio Tsumori, Kentaro Kudo, Toshiko Osada, Kazunari Shinagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of three-dimensional printing system for magnetic elastomer with control of magnetic anisotropy in the structure2016

    • 著者名/発表者名
      Fujio TSUMORI, Hidenori Kawanishi, Kentaro Kudo, Toshiko Osada, Hideshi Miura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: -

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.06GP18

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metachronal wave of artificial cilia array actuated by applied magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      Fujio TSUMORI, Ryuma Marume, Akinori Saijou, Kentaro Kudo, Toshiko Osada, Hideshi Miura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: -

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.06GP19

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 磁性柔軟材料を利用した4次元プリンティング技術の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫
    • 学会等名
      マイクロ接合研究委員会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁性ゴム材料を用いた人工繊毛とその挙動2016

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫
    • 学会等名
      エコデザイン・プロダクツ&サービスシンポジウム2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 材料異方性パターニングによる4次元プリンタ2016

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫
    • 学会等名
      第2回日本機械学会イノベーション講演会(iJSME2016)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of magnetic-driven artificial cilia with high aspect ratio2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuma Marume, Fujio TSUMORI, Kentaro Kudo, Toshiko Osada, Shinagawa Kazunari
    • 学会等名
      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-11-11 – 2016-11-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of artificial cilia actuated by applied magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      ujio TSUMORI, Ryuma MARUME, Akinori SAIJOU
    • 学会等名
      The 8th KAIST - Kyushu University Joint Workshop
    • 発表場所
      韓国
    • 年月日
      2016-09-23 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性粒子分散エラストマーを用いた4Dプリンティングプロセスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      津守 不二夫, 工藤健太郎, 長田 稔子
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-04

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公開日: 2018-01-16  

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