金属3Dプリンタの基礎と形状・材質制御、高機能化

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3Dプリンタは、デジタル時代におけるIoTの申し子ともいうべき手法であり、カスタマイズ設計・生産に対応可能なプロセスです。中でも金属3Dプリンタは、金属材料を局所的に溶融/凝固することで複雑形状の付与のみならず原子レベルでの結晶配向をも制御可能であり、形状・材質の同時設計による造形物の高機能化を実現します。そのため、医療・エネルギー関連・航空宇宙・自動車などの様々な社会基盤分野での応用、さらには高付加価値化の手段として期待されています。  本講演では、3Dプリンタ市場の今後の展開を見据えつつ、金属3Dプリンタにより初めて実現される新たなモノづくりについて、その基礎から応用に至るまでを実際の例を踏まえつつ紹介させていただきます。

  1. 3Dプリンタ (AM:Additive manufacturing、付加製造) の基礎
    1. 3Dプリンタとは
    2. 3Dプリンタの歴史
    3. 3Dプリンタの種類
  2. 金属3Dプリンタの基本原理
    1. 粉末床溶融結合法 (PBF)
    2. 指向性エネルギー堆積法 (DED)
    3. 熱源による特徴 (レーザと電子ビームを比較しつつ)
  3. 金属3Dプリンタによる形状・材質制御
    1. 形状設計と制御法
    2. 材質制御法
    3. 形状・材質の同時制御による機能発現
  4. 計算機シミュレーション
    1. 計算機シミュレーションを用いた機能の最適化
    2. 逆問題解析 (AI) を用いたプロセスパラメータの最適化
  5. 出発原料ならびに造形物の品質管理
    1. 原料粉末特性
    2. インプロセスモニタリング
  6. 世界ならびに日本の3Dプリンタの動向
  7. 大阪大学工学研究科附属異方性カスタム設計・AM研究開発 (金属AM) センターについて
  8. 日本AM学会の設立に向けたAM研究会の活動について
  9. 金属3Dプリンタの実用事例紹介、今後の展望と課題

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