書籍

【監修者】
萩原 恒夫　　　　　　　　 横浜国立大学成長戦略研究センター 連携研究員

【執筆者】（執筆順）
萩原 恒夫　　　　　　　　 横浜国立大学成長戦略研究センター 連携研究員
京極 秀樹　　　　　　　　 近畿大学次世代基盤技術研究所 特任教授
田中 浩也　　　　　　　　 慶應義塾大学環境情報学部 教授
藤井 雅彦　　　　　　　　 inkcube.org 代表
小泉 雄一郎　　　　　　　 大阪大学大学院工学研究科 教授
奥川 将行　　　　　　　　 大阪大学大学院工学研究科 助教
村岡 正義　　　　　　　　 株式会社東レリサーチセンター有機分析化学研究部 研究員
西田 元紀　　　　　　　　 株式会社金属積層造形サポートシステム技術部 部長
梶原 堅太郎　　　　　　　 公益財団法人高輝度光科学研究センター放射光利用研究基盤センター産業利用推進室
　　　　　　　　　　　　　主幹研究員
大野 元寛　　　　　　　　 東京大学大学院工学系研究科 助教
西條 圭祐　　　　　　　　 東京大学大学院工学系研究科
武藤 浩行　　　　　　　　 豊橋技術科学大学総合教育院 教授
Tan Wai Kian　　　　　　　豊橋技術科学大学総合教育院 助教
横井 敦史　　　　　　　　 豊橋技術科学大学総合教育院 研究員
安居 伸浩　　　　　　　　 キヤノン株式会社R&D 本部R&D 技術開発センター 主幹
永井 康弘　　　　　　　　 群栄化学工業株式会社開発本部
牛丸 之浩　　　　　　　　 AGC セラミックス株式会社事業開発室 室長
梶 哲郎　　　　　　　　 　AGC セラミックス株式会社アディティブマニュファクチャリング室 室長
脚田 春彦　　　　　　　　 AGC セラミックス株式会社アディティブマニュファクチャリング室 マネージャー
奈部谷 光一郎　　　　　　 AGC セラミックス株式会社アディティブマニュファクチャリング室
浅野 到　　　　　　　　 　東レ株式会社化成品研究所ケミカル研究室 主任研究員
近藤 啓之　　　　　　　　 東レ株式会社ケミカルプロセス技術部プロセス開発第2室 主任部員
六田 充輝　　　　　　　　 ダイセル・エボニック株式会社テクニカルセンター 所長
Thomas Grosse-Puppendahl　Evonik Smart Materials GmbH Head of the additive manufacturing innovation
　　　　　　　　　　　　　 growth field
大長 勇哉　　　　　　　　 シーメット株式会社開発部材料開発グループ 横浜樹脂開発センター長
齋藤 歩美　　　　　　　　 SOLIZE Products 株式会社開発部
井上 学　　　　　　　　 　SOLIZE Products 株式会社製造部 課長
渡部 功治　　　　　　　　 ナガセケムテックス株式会社3DP＆AM 室 室長
稲田 幸輔　　　　　　　　 大塚化学株式会社化学品開発部 部長
吉武 篤史　　　　　　　　 アルケマ株式会社京都テクニカルセンター
下西 祥幸　　　　　　　　 アルケマ株式会社京都テクニカルセンター
荒木 昭俊　　　　　　　　 デンカ株式会社青海工場セメント・特混研究部 部長
平田 隆祥　　　　　　　　 株式会社大林組技術研究所生産技術研究部 上級主席技師
石関 嘉一　　　　　　　　 株式会社大林組技術研究所生産技術研究部 主任研究員
小川 洋二　　　　　　　　 太平洋セメント株式会社中央研究所第2研究部 チームリーダー
前堀 伸平　　　　　　　　 太平洋セメント株式会社中央研究所第2研究部 主任研究員
黒澤 真一　　　　　　　　 太平洋セメント株式会社中央研究所第2研究部 副主任研究員
千葉 晶彦　　　　　　　　 東北大学金属材料研究所 教授
桑原 孝介　　　　　　　　 日立金属株式会社グローバル技術革新センター 主任研究員
今井 宏之　　　　　　　　 東洋アルミニウム株式会社パウダー・ペースト事業本部パウダー・ペースト
　　　　　　　　　　　　　営業ビジネスユニットグローバルマーケティング部 部長
小池 綾　　　　　　　　 　慶應義塾大学理工学部 専任講師
岩永 進太郎　　　　　　　 富山大学学術研究部工学系 助教
近藤 兼司　　　　　　　　 株式会社スギノマシン新規事業開発本部開発プロジェクト一課
　　　　　　　　　　　　　アシスタントマネージャー
西尾 竜馬　　　　　　　　 富山大学大学院理工学教育部
阿曽 也　　　　　　　　 富山大学大学院理工学教育部
黒岡 武俊　　　　　　　　 富山大学学術研究部工学系 准教授
中村 真人　　　　　　　　 富山大学学術研究部工学系 教授
藤本 亮太　　　　　　　　 佐賀大学医学部附属再生医学研究センター/歯科口腔外科学講座
中山 功一　　　　　　　　 佐賀大学医学部附属再生医学研究センター 教授
村田 大紀　　　　　　　　 佐賀大学医学部附属再生医学研究センター 助教
伊藤 学　　　　　　　　　 佐賀大学医学部胸部・心臓血管外科 助教
大山 慎太郎　　　　　　　 国立研究開発法人理化学研究所光量子光学研究センター画像情報処理研究チーム
　　　　　　　　　　　　　客員研究員/名古屋大学医学部付属病院メディカルITセンター 特任助教
渡邉 政樹　　　　　　　　 株式会社リコー HC 事業本部事業戦略センター事業開発室 スペシャリスト
山澤 建二　　　　　　　　 国立研究開発法人理化学研究所光量子光学研究センター技術基盤支援チーム
　　　　　　　　　　　　　副チームリーダー
辻村 有紀　　　　　　　　 国立研究開発法人理化学研究所光量子光学研究センター画像情報処理研究チーム
　　　　　　　　　　　　　テクニカルスタッフ
横田 秀夫　　　　　　　　 国立研究開発法人理化学研究所光量子光学研究センター画像情報処理研究チーム
　　　　　　　　　　　　　チームリーダー
田鍋 史生　　　　　　　　 ホッティーポリマー株式会社技術部 次長
藤田 俊輔　　　　　　　　 日本電気硝子株式会社研究開発本部研究部 担当課長
俣野 高宏　　　　　　　　 日本電気硝子株式会社研究開発本部研究部 主任研究員
古賀 洋一郎　　　　　　　 株式会社3D Printing Corporation CTO

序論　今後求められる3Dプリンタ用材料とその市場動向
第1編　各種工法と材料設計技術
　　　《萩原　恒夫》

　　1．はじめに
　　2．3Dプリンティングとその材料
　　3．3Dプリンティング方式の各方式とその用途
　　4．3Dプリンティング材料市場の動向
　　5．3Dプリンティングの将来動向
第1章　各種造形方式と3Dプリンタ開発の動向　《京極　秀樹》
　　1．3Dプリンタ開発の歴史と造形方式の分類
　　2．3Dプリンタの開発動向
　　3．3Dプリンタの今後の展開
第2章　材料設計
第1節　データ設計技術の開発　《田中　浩也，藤井　雅彦》
　　1．データ設計技術の必要性
　　2．3Dプリンタのためのデータ形式とその編集技法
　　3．3Dプリントのための新しいデータフォーマットの策定
　　4．おわりに
第2節　3Dプリントの材料・プロセス設計のための計算機シミュレーション
　　　《小泉　雄一郎，奥川　将行》
　　1．はじめに
　　2．製造部材モデル設計におけるコンピュータ支援設計
　　3．熱ひずみ解析・予測シミュレーション
　　4．おわりに
第3章　材料評価
第1節　分析解析技術 《村岡　正義》
　　1．はじめに―3Dプリンタの材料・造形物に求められる分析解析技術
　　2．既存工法との比較による3Dプリンタの特徴評価
　　3．強度を引き出すための造形方向の調査
　　4．寸法安定性を生み出すプリンタ特性評価
　　5．造形物の特性を発現させる造形パラメーター調整
　　6．強度向上のための内部空隙の測定
第2節　AM 用金属粉末の特性評価手法の開発　《西田　元紀》
　　1．はじめに
　　2．AM 用金属粉末の製造方法
　　3．AM 用金属粉末に求められる特性
　　4．AM 用金属粉末の評価手法
　　5．おわりに
第3節　3DプリンタのオペランドX 線イメージング技術の開発　《梶原　堅太郎》
　　1．はじめに
　　2．実験方法
　　3．結果および考察
　　4．おわりに
第4節　3 次元プリンティング用セメントモルタルの積層性評価手法の開発
　　　《大野　元寛，西條　圭祐》
　　1．はじめに
　　2．積層性の評価手法
　　3．検証実験
　　4．結果と考察
　　5．おわりに


第2編　各種材料開発と適用事例

第1章　セラミックス材料
第1節　機能性セラミックス粉末の開発　《武藤　浩行，Tan Wai Kian，横井敦史》
　　1．はじめに
　　2．付加造形技術における粉末
　　3．粉末の集積化技術
　　4．付加製造技術への展開
　　5．添加物としてのセラミックス粉末
　　6．おわりに
第2節　セラミックス造形用アルミナ複合体材料の開発　《安居　伸浩》
　　1．セラミックス積層造形の手法と材料開発のコンセプト
　　2．アルミナ複合体材料の開発
　　3．アルミナ複合体材料とその造形物の特徴
　　4．おわりに
第3節　砂型用3Dプリンタ材料の開発　《永井　康弘》
　　1．はじめに
　　2．砂型用3D積層造形技術の概要
　　3．高流動性コーテッドサンドを使用した3D積層造形技術
　　4．おわりに
第4節　高耐熱性セラミックス材料「Brightorb 」の開発
　　　《牛丸　之浩，梶　哲郎，脚田　春彦，奈部谷　光一郎》
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンタ用セラミックス
　　3．セラミックス造形材の設計コンセプト
　　4．セラミックス球状粒子FINE-Bz
　　5．Brightorb の造形システム
　　6．Brightorb の特性
　　7．Brightorb の用途と造形事例
　　8．Brightorb 用3Dプリンタ機の開発
　　9．今後の展開と課題
第2章　樹脂系材料
第1節　粉末床溶融向け高機能樹脂粉末の開発　《浅野　到，近藤　啓之》
　　1．粉末床溶融向け樹脂粉末に対する東レの取り組み
　　2．粉末床溶融結合方式向け樹脂粉末の特徴
　　3．PPS パウダー“トレミルPPS”
　　4．真球PA 粒子（開発品）
　　5．今後の展望
第2節　エンジニアリングプラスチックとアディティブマニュファクチャリング
　　　《六田　充輝，Thomas Grosse-Puppendahl 》
　　1．はじめに
　　2．素材から見たアディティブマニュファクチャリング
　　―PA12，PEEK，共重合ポリエステル
　　3．工法から見た新しいアディティブマニュファクチャリング
　　4．ポリマーを開発する側から見たアディティブマニュファクチャリングの今後について
第3節　光造形用透明樹脂材料の開発　《大長　勇哉》
　　1．はじめに
　　2．高透明樹脂の開発
　　3．透明樹脂の利用
　　4．おわりに
第4節　光造形用高機能樹脂の開発　《齋藤　歩美，井上　学》
　　1．はじめに
　　2．事例紹介
　　3．開発樹脂の顧客評価
　　4．光造形樹脂に対する今後の期待
第5節　LED 可視硬化樹脂の開発　《渡部　功治》
　　1．光硬化型の３ D プリンタの概況
　　2．LED 光における材料設計
　　3．おわりに
第6節　3Dプリンタ用ポチコン材料の開発　《稲田　幸輔》
　　1．はじめに
　　2．ティスモ，ポチコンに関して
　　3．3Dプリンタ用フィラメントの作製と試験片造形
　　4．結果と考察
　　5．応用事例
　　6．おわりに
第7節　積層造形法向け機能性ポリマー材料の開発　《吉武　篤史，下西　祥幸》
　　1．はじめに
　　2．植物由来高機能ポリアミドとPBF 材料としてのポリアミド
　　3．PBF 用PA12（ポリアミド12）
　　4．PBF 用PA11（ポリアミド11）
　　5．PEKK-Kepstan スーパーエンプラ
第3章　セメント系材料
第1節　3Dプリンタ用特殊モルタル材料の開発
　　　《荒木　昭俊，平田　隆祥，石関　嘉一》
　　1．材料設計
　　2．練混ぜ配合
　　3．フレッシュ性状
　　4．硬化体性状
　　5．3D積層システム
　　6．部材の作製事例
　　7．今後の課題
第2節　3Dプリンタ用セメント系プレミックス材料「デジミックス」の開発
　　　《小川　洋二，前堀　伸平，黒澤　真一》
　　1．はじめに
　　2．無機系材料での取り組み
　　3．建設用3Dプリンタに適合した無機系材料の開発
　　4．おわりに
第4章　金属系材料
第1節　金属積層造形技術における造形物品質と粉末形状の関係　《千葉　晶彦》
　　1．はじめに
　　2．EBAM プロセス
　　3．造形プロセスと粉末特性
　　4．パウダーベッドの溶融・凝固挙動に及ぼす粉末形状の影響
　　5．おわりに
第2節　金属粉末材料「HiPEACE 」の開発　《桑原　孝介》
　　1．はじめに
　　2．HiPEACE のSLM 造形
　　3．造形体の組織と機械特性
　　4．時効処理による機械特性の調整
　　5．おわりに
第3節　アルミニウム合金粉末の開発　《今井　宏之》
　　1．はじめに
　　2．代表的な3Dプリンタの種類と使用される金属粉末
　　3．積層造形用粉末の製造法と特性
　　4．積層造形の方式
　　5．アルミニウム合金粉の種類と特性
　　6．目的・用途別カスタマイズ合金
　　7．アルミニウムの安全性
　　8．グローバルサプライ体制
　　9．おわりに
第4節　ポーラス金属造形用粉末材の開発　《小池　綾》
　　1．はじめに
　　2．溶湯発泡法と指向性エネルギー堆積法
　　3．発泡指向性エネルギー堆積法のための添加材料
　　4．6 層造形実験
　　5．ブロック造形実験
　　6．おわりに
第5章　生体系材料
第1節　バイオ3Dプリンタ向け生体適合材料の開発
　　　《岩永　進太郎，近藤　兼司，西尾　竜馬，阿曽　也，黒岡　武俊，中村　真人》
　　1．はじめに
　　2．インクジェットバイオ3Dプリンタを用いた立体組織構築の構想
　　3．インクジェットバイオ3Dプリンタに適したインク素材の模索と開発
　　4．おわりに
第2節　細胞のみを材料としたバイオ-3Dプリンタによる臓器再生
　　　《藤本　亮太，中山　功一，村田　大紀，伊藤　学》
　　1．はじめに
　　2．足場材料の問題
　　3．3Dバイオプリンティング
　　4．剣山式バイオ-3Dプリンタの開発
　　5．人工血管
　　6．おわりに
第3節　 3Dプリンタ向け新規人工骨材の開発
　　―結合剤噴射法（Binder Jetting）による人工骨造形を行うαTCP 材料―
　　　《大山　慎太郎，山澤　建二，渡邉　政樹，辻村　有紀，横田　秀夫》
　　1．人工骨3Dプリンティングのための材料の特徴と開発
　　2．新たな医療ニーズに即した高精度・高強度造形技術の確立
第6章　炭素繊維系／その他材料
第1節　軟質素材「HP フィラメントスーパーフレキシブルタイプ」の開発
　　　《田鍋　史生》
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンタ用軟質素材フィラメントの用途
　　3．3Dプリンタ用軟質素材の成形および加工条件
第2節　3Dプリンタ用ガラスビーズ材料の開発　《藤田　俊輔，俣野　高宏》
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンタの種類と特徴
　　3．光造形法で使用されるガラスビーズに求められる特性
　　4．3Dプリンタ用ガラスビーズの開発
　　5．応用例
　　6．その他の効果
　　7．おわりに
第3節　3Dプリンタ用複合材料の開発　《古賀　洋一郎》
　　1．はじめに
　　2．3Dプリンタ用複合材料の狙う領域
　　3．3Dプリント用複合材料開発の検討事項