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次世代モノづくりを担う金属積層造形プロセス
近畿大学工学部ロボティクス学科・教授
次世代基盤技術研究所３D造形技術研究センター・センター長
技術研究組合
次世代３D積層造形技術総合開発機構
（TRAFAM）プロジェクトリーダー
京極 秀樹
平成30年度 NEDO 「TSC Foresight」セミナー
2019年2月8日（金）於：イイノホール＆カンファレンスセンター（東京）
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講演内容
１．はじめに
２．金属積層造形（AM）技術の開発動向
３．次世代型産業用３Dプリンタ開発
４．金属３Dプリンタによる“モノづくり”革新
５．おわりに
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１．はじめに
SFF Symposium2018（8/13～15）（テキサス・オースティン）・講演件数：549件・参加登録者数：620名以上・参加国数：18か国・America Makesなどの成果
■AM技術の最近の動向
【2018年における動向】① モニタリング技術の開発・テストベンチを利用したin-situモニタリング技術開発、特に高速X線画像処理を利用した溶融凝固現象、粉末のリコート現象の解明に関する研究・モニタリングデータ処理技術に関する研究② 設計技術の開発・AMのためのマルチスケール・マルチフィジックスモデリングに関する研究・トポロジー最適化、ラティス構造等を含めた設計技術に関する研究③ 製造技術に関する研究・ハイブリッドAM技術（AM＋切削、表面処理等）に関する研究・バインダジェッティングに関する研究
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１．はじめに
■ 各国の取り組み・アメリカ：America Makesの取り組み・EU：Horizon Europe、1,000億ユーロ（2021～2027）
AM-motion:Roadmap 2030の作成・中国：Made in China 2025
・シンガポール：A*STARの取り組み・日本:・経済産業省「三次元造形技術を核としたものづくり革命プログラム」（2014～2018年度）・NEDO「次世代型産業用３Dプリンタの造形技術開発・実用化事業」（2017～2018年度）・NEDO:「SIP革新的設計生産技術」（2014～2018年度）・NEDO:「SIP光・量子を活用したSociety5.0 実現化技術」（2018～2020年度）
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１．はじめに
■ AM European Forum 2018
（Brussels）・EUの取り組み（Roadmap 2030）
（Source: AM motion: Additive ManufacturingRoadmap: Vision, Challenges and Actions）
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２．金属AM技術の開発動向
■ ASTMによるAM技術の分類
バインダージェッティング マテリアルジェッティング 材料押出し（FDM）
粉末床溶融（SLS/SLM）
指向性エネルギー堆積（LMD）
シート積層
光重合硬化（光造形）
（ecoms, 42(2015),pp.37-40より）
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２．金属AM技術の開発動向
2010 2015 2020
汎用装置
高速造形装置・大型装置
TRAFAM
EB-PBF:120cc/hLB-PBF:10～20cc/hDED: 60cc/h
TRAFAMプロジェクト
大型化
高速化
金属３Dプリンタ開発（PBF&DED）
高出力化マルチ光源化
EB-PBF:□250mmLB-PBF:□250mm
EB-PBF:120cc/hLB-PBF:～105cc/hDED:300～400cc/h
【TRAFAM目標】EB-PBF:500cc/hLB-PBF:500cc/hDED:500cc/h（達成）
【TRAFAM目標】EB-PBF:□1000mmLB-PBF:□1000mm
大型化・機能化モニタリング
EB-PBF:□350mmLB-PBF:□400~500mm
専用装置ハイブリッド化
■ 金属３Dプリンタ開発の変遷
バインダジェッティング＆材料押出し方式装置開発
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３．次世代型産業用３Dプリンタ技術開発■経済産業省
「三次元造形技術を核としたものづくり革命プログラム」
「次世代型産業用３Dプリンタ技術開発プロジェクト」
■事業目的
次世代のものづくり産業を支える三次元積層造形システムを核とした我が国の新たなものづくり産業の創出
■事業概要
世界最高水準の次世代型産業用三次元積層造形装置開発
航空宇宙分野、医療機器分野、産業輸送機器分野等における、自由で複雑形状等の高付加価値製品等の製造技術開発
装置開発、制御ソフトウェア開発、金属粉末開発を中心に技術開発（平成26年度～30年度）を行い、オールジャパンの体制で目標を実現する。
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３．次世代型産業用３Dプリンタ技術開発
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３．次世代型産業用３Dプリンタ技術開発
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３．次世代型産業用３Dプリンタ技術開発
2010 2015 2020 2025
３DSIM（ANSYS）
TRFAM
SimfactAdditive
Netfabb
TRAFAMプロジェクト
・ミクロ・マクロ溶融凝固予測・組織制御予測・熱変形予測
製品性能予測・制御システム
サポート生成
ラティス生成
トポロジー最適化
設計機能
解析機能
熱変形予測
【現状】
高機能化
■ AM用シミュレーション技術開発の変遷
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４．金属３Dプリンタによる“モノづくり”革新■ 次世代デジタルモノづくり
（参考：http://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/index.html）
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５．おわりに
■ 次世代モノづくりを担う金属積層造形プロセス
●設計製造統合プラットフォームの構築
【課題】・品質保証技術としてのプロセスモニタリング・フィードバック技術の開発・品質保証技術としてのシミュレーション技術の開発・データベース化・CPS化に向けての技術開発・人材育成の必要性
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ご清聴ありがとうございました。
謝辞本報告の一部は，経済産業省「三次元造形技術を核としたものづくり革命プログラム（次世代型産業用３Dプリンタ技術開発」プロジェクトならびにNEDO「次世代型産業用３Dプリンタの
造形技術開発・実用化事業」による研究成果である。ここに、経済産業省、NEDOならびに技術研究組合次世代３D積層造形技術総合開発機構（TRAFAM）の皆様に深謝の意を表する。
