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2016 年度 実績報告書

革新的マイクロ3Dプリンタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04308
研究機関早稲田大学

研究代表者

梅津 信二郎  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70373032)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードマイクロ3Dプリンタ / 高画質化 / バイオプリント / 色素増感型太陽電池 / デジタルファブリケーション
研究実績の概要

近年インクジェット方式の3Dプリンタによる加工が非常に注目されており、バイオ分野や環境分野などの立体高機能デバイスを作製する技術への応用が検討されているが、20 mPa・s以上の粘性の液体が困難であり、インクに粘性低下剤などを添加することで、粘性を下げるなどの対策が取られている。しかし、デバイスの機能低下を招くため、インクの純度が高いまま、高精度にプリントする方が好ましい。そこで、申請者らは、高精度なプリントが可能、高粘性なインクの吐出が可能というメリットのマイクロ3Dプリンタを開発した。本研究では、数値計算支援のもと、液滴の吐出、着弾、固化プロセスを最適化し、さらなる高画質化を図る。さらに、改良したマイクロ3Dプリンタを用いて、バイオ分野や環境分野の高機能なデバイスを作製し、評価する。本年度は、以下のことを実施した。マイクロ3Dプリンタのノズルから極小液滴が吐出され、着弾し、固化するまでのプロセスを最適化することにより、マイクロ3Dプリンタを改良し、高精度な造形を実現した。さらには、マテリアルの特性を利用した画期的な高精度バイオプリント手法を編み出すことに成功した。本手法により、高精度なバイオ組織を作製できる可能性が高い。また、実験項目にあわせて、テーパーノズルの形状をインクの粘性に合わせて最適化した。実験装置の熱環境をコントロールすることによって、着弾後の広がりを抑制する手法に関しての基礎的検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成28年度に実施予定の項目を達成しただけでなく、平成29年度以降に実施予定の高精度なプリント技術の確立に関する成果を挙げたため。

今後の研究の推進方策

研究計画に基づき、研究を推進する。さらに、良い成果に繋がる可能性のある技術・手法に関しては、適宜取り入れることを検討する。

備考

上記の他、日経産業新聞、朝日新聞などに本研究による成果の一部が掲載されました。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Fundamental characteristics of printed gelatin utilizing micro 3D printer2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ryu-ichiro、Sakaguchi Katsuhisa、Umezu Shinjiro
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 22 ページ: 316~320

    • DOI

      10.1007/s10015-016-0348-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3Dプリンタ造形物改質処理の画像による評価2017

    • 著者名/発表者名
      高岸賢輔, 梅津信二郎
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 56 ページ: 10-15

    • DOI

      http://doi.org/10.11370/isj.56.10

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of the Improving Process for the 3D Printed Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Takagishi, Shinjiro Umezu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 39852

    • DOI

      10.1038/srep39852

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3D プリンタの市場, 応用の可能性 (特集 最新 「画像技術」)2016

    • 著者名/発表者名
      梅津信二郎, 高岸賢輔
    • 雑誌名

      OHM= オーム

      巻: 103 ページ: 32-34

  • [雑誌論文] PELID と 3D プリンタを援用した ELID 研削用砥石製作システム2016

    • 著者名/発表者名
      山本大貴, 伊藤伸英, 大森整, 梅津信二郎
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 60 ページ: 267-268

    • DOI

      http://doi.org/10.11420/jsat.60.267

    • 査読あり
  • [学会発表] Biomaterial Printing Utilizing Micro 3D Printer2016

    • 著者名/発表者名
      Ryu-ichiro Tanaka, Katsuhisa Sakaguchi, Tatsuya Shimizu, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Soft Robotics
    • 発表場所
      Saitama
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Biofabrications for Soft-Robotics2016

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Soft Robotics
    • 発表場所
      Saitama
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Titania Layer of Dye-Sensitized Solar Cell (DSC)2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakamura, Kengo Takamori, Yoshihito Kunugi, Satoru Iwamori, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      NIP & Digital Fabrication Conference
    • 発表場所
      Manchester, England
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Finishing Processes of Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Printer2016

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Takagishi, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      NIP & Digital Fabrication Conference
    • 発表場所
      Manchester, England
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-12
    • 国際学会
  • [学会発表] The Investigation of the basic characteristics of Electrospinning of ABS utilizing the Electrostatic Inkjet Method2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Takamori, Kensuke Takagishi, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      Proc. of 2016 International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE)
    • 発表場所
      Yamagata
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • 国際学会
  • [学会発表] The High Precision Drawing Method of Chocolate Utilizing Electrostatic Ink-jet Printer2016

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Takagishi, Yuya Suzuki, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      Proc. of 2016 International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE)
    • 発表場所
      Yamagata
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • 国際学会
  • [備考] Smoothing Out The Rough Edges Of 3D Printed

    • URL

      https://www.asianscientist.com/2017/03/tech/improve-3d-printing-process/

  • [備考] Dramatic improvement in surface finishing of 3-D

    • URL

      http://www.chemeurope.com/en/news/162359/dramatic-improvement-in-surface-finishing-of-3-d-printing.html?WT.mc_id=ca0066

  • [備考] New Process Dramatically Enhances Quality of 3D

    • URL

      http://www.azom.com/news.aspx?newsID=47410

  • [備考] Dramatic Improvement in Surface Finishing of 3D

    • URL

      http://www.rdmag.com/news/2017/03/dramatic-improvement-surface-finishing-3d-printing

  • [備考] Dramatic Improvement in Surface Finishing of 3-D

    • URL

      http://www.sciencenewsline.com/news/2017031316350087.html

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公開日: 2018-01-16  

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