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天田財団、「助成研究成果発表会」を開催

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天田財団、
「レーザプロセッシング助成研究成果発表会」を初開催

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公益財団法人天田財団 30年のあゆみ
研究室訪問

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東京大学生産技術研究所

古島 剛 准教授

10

山梨大学大学院医学工学総合研究部

吉原 正一郎 教授

12

首都大学東京システムデザイン研究科

清水 徹英 助教

14

金沢大学 理工研究域機械工学系

米山 猛 教授

天田財団、「助成研究成果発表会」を開催
テーマは「金型の最新技術動向」「第 15 回 天田財団 塑性加工 助成研究成果発表会」を開催

金型の可視化技術について議論「金型の可視化技術の現状」と題するパネルディスカッ

公益財団法人天田財団は 6月8日、じゅうろくプラザホール

ションも開催された。岐阜大学の王志剛教授がコーディネー（岐阜県岐阜市）で、一般社団法人日本塑性加工学会のターを務め、パネリストとして岐阜大学・土屋能成特任教授、平成 29 年度塑性加工春季講演会と併設した「第 15回 天田財団 塑性加工 助成研究成果発表会」を開催した。今回は「金型の最新技術動向」をテーマに、100 名を超える参加者が集まった。

首都大学東京大学院・楊明教授、㈱デンソー・小島史夫
エグゼクティブアドバイザー、久野金属工業㈱・久野功雄
専務取締役が参加した。
王教授が主導する「岐阜大学次世代金型技術研究セン

発表会の冒頭、天田財団の中村保理事（静岡大学・客ター」が中核となり、「地域科学技術実証拠点整備事業」

員教授）が挨拶に立ち、今年で天田財団が創立 30 周年をの一環としてパネリストである㈱デンソー、久野金属工業㈱迎え、塑性加工・レーザプロセッシング分野の累計助成件など地元企業も参加した「岐阜大学スマート金型開発拠

数が 1,459 件、累計助成総額が 21 億 7,400 万円強となり、点」における金型 IoT プラットフォームの設置が進められてその助成研究成果を広く研究界や産業界に普及啓発するいることが報告された。その後、パネリストから「賢い金型」

ことへの意義について紹介した。

「金型の知能化」「加工プロセスの可視化」についての意

その後、岐阜大学の土屋能成特任教授が「金型表面処理の技術動向と今後の展望」と題した記念講演を行い、岡山大学大学院・岡田晃教授の「EB ポリッシングによる超高能率金型表面仕上げ技術の確立」、福岡県工業技術センター機械電子研究所・谷川義博精密加工チーム長の「ス見が交換され、これからの金型加工やプレス加工プロセスの可視化についての議論が深まった。
また、発表会終了後は岐阜シティ・タワー 43 に会場を移し、懇親会が開催された。発表会の聴講者を中心に 120名余りの参加者が集まった。会場では多くの大学の研究者

テンレス箔に対する高温加熱・ガス圧成形を利用した金型と企業からの参加者が日本の金型産業、金属加工業界の製造技術に関する研究」、東京電機大学・松村隆教授の将来について熱く語り合った。

「マイクロスケールの微細構造金型による機能表面加工」が優れた研究成果として発表された。

天田財団代表理事理事長・岡本満夫、叙勲のお知らせ
公益財団法人天田財団代表理事理事長の岡本満夫

売体制の強化、海外展開の拡充、レーザを核とする新た（㈱アマダホールディングス 代表取締役会長兼 CEO）

な技術・製品開発の推進などに取り組み、会社の発展が、2017 年春の叙勲で「旭日中綬章」を受章した。旭日に貢献した。

中綬章は経済社会の発展に対する寄与が特に大きい企
業の最高責任者に贈られる。
岡本代表理事理事長は、2003 年に㈱アマダ代表取締役社長に就任して以来、製販統合や、オーナー経営から組織経営へと経営革新する一方、開発・生産・販22015 年からは、公益財団法人天田財団代表理事理事長に就任、金属等の加工に関する学術の振興と新しい科学技術の創出を図り、日本の産業および経済の健全な発展に寄与している。

天田財団、「レーザプロセッシング
助成研究成果発表会」を初開催「レーザ光の特長を活かした特殊加工」を特集テーマとして開催「レーザ加工学会 天田財団共催講演会
2017」を開催

ナノアブレーション」と題した受賞講演を行った。
天田財団の渡部武弘理事（千葉大学・名誉教授）は「天公益財団法人天田財団は 6月2日、FORUM246 ホール

田財団が塑性加工分野だけではなく、レーザプロセッシング（神奈川県伊勢原市）で一般社団法人レーザ加工学会と分野へも積極的に助成を拡大し、本日『レーザ光の特長をともに「レーザ加工学会 天田財団共催講演会 2017」を開活かした特殊加工』を特集テーマとした優れた助成研究成

催した。この共催講演会はレーザ加工学会の「ベストオー

果の発表会が開催できる運びとなった」と挨拶した。

サー賞受賞講演会」、天田財団が 2007 年から行ってきた

その後、東京理科大学・佐々木信也教授の「摺動表面レーザプロセッシング分野の「第 1回 レーザプロセッシングのトライボロジー特性向上を目的としたレーザプロセッシング

助成研究成果発表会」、並びに「合同懇親会」にて構成さによるマルチスケール・テクスチャリング技術に関する研究」、れたものであり、レーザ加工関連の研究者や企業人を中心

信州大学・山口昌樹教授の「フェムト秒レーザーによる超に 100 名近い聴講者が集まった。冒頭、レーザ加工学会の

撥水表面の創製｣、長岡工業高等専門学校・中村奨教

石出孝会長（三菱重工業㈱・執行役員フェロー）が、天田授の「裏当て液を利用した新規手法による貫通孔形成技

財団との共催開催の意義について紹介した。

術の確立とその形成加工品の開発」、理化学研究所・杉岡幸次ユニットリーダーの「最適化した超短パルスベッセル

6 件の受賞講演2016 年度ベストオーサー賞の表彰式が行われ、大阪大学大学院・千村伊作氏が「粒子法とX 線その場観察を用

ビームによる高品質・高アスペクトSi 貫通穴の形成」と、4名の優秀賞受賞講演が行われた。
講演会終了後はアマダ・ソリューションセンターで開催中のいたステンレス鋼レーザ溶接時のキーホール形成機構解「AMADA INNOVATION FAIR 2017」の見学会をはさ明」、量子科学技術研究開発機構・宮坂泰弘氏が「フェムみ、FORUM246 の「丹沢」で合同懇親会が開催され、参ト秒レーザと金属表面の相互利用により誘起されるレーザ

加者がレーザ加工に関する話題を中心に交流を深めた。

レーザ加工学会の石出孝会長（三菱重工業㈱・執行役員フェロー）による挨拶「レーザ光の特長を活かした特殊加工」の特集テーマに関連して、天田財団から優秀賞を受賞した理化学研究所・杉岡幸次ユニットリーダー（左端）、東京理科大学・
佐々木信也教授（左から2 人目）、長岡工業高等専門学校・中村奨教授（右から2 人目）、信州大学・山口昌樹教授（右端）。中央は天田財団の渡部武弘理事（千葉大学・
名誉教授）

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−人を育て、地を拓き、未来を創る−

公益財団法人天田財団30年のあゆみ
天田財団創立1986（昭和61）年
12月25日通商産業省（現・経済産業省）に財団設立の趣旨説明㈱アマダの創業者である天田勇には、日本の工作機械が進歩発展するために、自身が修められなかった大学および研究機関の研究に自らの財産を活用したいとの構想があった。

1987（昭和62）年
1月10日

財団設立準備委員会設置により創立準備開始
機械加工業界にはモデルとすべき財団法人がなく、また工作機械技術分野では既に他の企業から財団設立の申請が行われており通商産業省（現・経済産業省製造産業局）の 1 業種 1
財団という意向や方向性の見極めも難しく状況が複雑化していたが、準備委員会の一同は、天田勇の財団にかける熱意、善意に強く共感し熱心に活動を続け関係省庁を説得した。
工作機械分野の機械情報産業局産業機械課ではなく、塑性加工分野を所轄する同鋳鍛造品課（現・素形材産業室）経由での検討となる。

5月 8日

天田金属加工機械技術振興財団設立総会開催、財団の設立が正式決定

5月13日

財団設立申請書を通商産業大臣に提出

5月28日

財団設立許可を受ける

6月 5日「財団法人 天田金属加工機械技術振興財団」として正式に発足
財団名には、一貫して金属加工用機械の製作・開発に携わってきた天田勇の金属加工技術の発展にかける強い想いが込められていた。
○ 設立時基本財産
・天田勇寄付：現金 1 , 000 万円、㈱アマダの株式 600 万株（額面金額 3 億円）
・㈱アマダからの出捐：1 億円
計 4 億 1 , 000 万円○ 運用財産・アマダグル－プ各社からの出捐による 6 , 000 万円

第1回理事会・評議員会開催（於：東京・高輪プリンスホテル）
天田勇理事長あいさつ、財団設立の経過報告、および選考委員の選任および選考委員会の規約の審議などが行われた。
国内の経済状況4

1985 年のプラザ合意後の円高不況で、政府は1986（昭和 61）年度に総合経済対策、1987（昭和 62）年度には緊急経済対策を実施
して、公共事業の拡大と所得減税による内需拡大をはかった。

事業開始と普及啓発事業
1987（昭和62）年
10月 8日

第1回（昭和62年度）助成事業一般公募発表

10月31日

第1回（昭和62年度）助成事業応募締め切り

11月10日

第1回選考委員会開催

12月 8日

第2回選考委員会開催

第1回（昭和62年度）助成先採択

金属などの塑性加工分野を対象として、研究推進を助成する「研究開発助成」と国際会議の開催や参加および外国人研究者・学生の指導に当たる研究者を助成する「国際交流促進助成」の 2 つに分けて募集が行われた。
研究開発助成には、独創的かつ実用的な研究を助成する「研究開発助成」と研究開発の前段階として萌芽的な研究を助成する「奨励研究助成」の 2 つのプログラムが用意された。
国際交流促進助成には、「国際会議等開催準備助成」と「国際会議等参加助成」および「外国人養成助成」の 3 つのプログラムが用意された。
1989（平成元）年
3月20日

研究概要報告書・国際交流報告書（助成研究成果報告書）

Vol.1発行（以降、毎年発行）

普及啓発事業の一環として、助成対象の研究成果報告書の内容を編集して「研究概要報告書・
国際交流報告書」として刊行し、国内関連機関へ配布した。
1990（平成2）年
7月25日

特定公益増進法人に変更
法改正に伴い、通商産業省より法人名称を特定公益増進法人に変更する認可を受けた。

1991（平成3）年
11月 1日「FORM TECH REVIEW」Vol.1発行

11月 9日「FORM TECH ’
91」（FORM TECH第1回）アマダホールにて開催
広く産業界への普及啓発を目的として成果の中からテ－マを選んで行う講演会「FORM
TECH」の開催と成果報告の内容をさらに広めるための機関紙「FORM TECH REVIEW」の刊行をそれぞれ開始した。
「FORM TECH」は経済状況の変動により 1994（平成 6）年の第 4 回を最後に休止となるが、「FORM TECH REVIEW」の刊行は途切れることなく続き、2016（平成 28）年でVol. 26 を数える。

海外の出来事

中国では1989 年 6月に天安門事件が発生、欧州では1989 年11月にベルリンの壁が崩壊。また1991年12 月にソビエト連邦が解体された。

国内の経済状況

金融緩和、ドル買い・円売りで国内通貨供給量が増え、カネ余りにより株価と地価が高騰。バブル景気。

事業の展開
1993（平成5）年
5月19日

天田勇理事長の私有財産より、㈱アマダ株式350万株、㈱アマダメトレックス株式50万株が追加出捐される
追加出捐により基本財産総額を 14 億 1 , 000 万円としたが、当時の経済状況を反映し株式の配当は 1991（平成 3）年をピ－クに 1994（平成 6）年まで減り続け、その後は安定傾向を維持するも 14 年後の 2006（平成 18）年までピ－ク時を上回ることはなかった。

51997（平成9）年
1月20日

天田勇理事長逝去
財団の事業に大きな推進力を与え続け、自らの夢と熱い想いを託してきた創業者を失い、財団関係者のみならず、一同深い悲しみに包まれた。
同年 3 月に天田満明理事長が就任し、このころより「研究開発助成」の対象としてレ－ザプ
ロセッシングに関する研究やセラミックスおよびプラスチックなど非金属材質を扱った研究が採択されるようになる。

2001（平成13）年「天田賞」の開始
2001（平成 13）年より、社団法人日本塑性加工学会に天田賞の寄附を開始した。板金加工
技術、プレス加工技術、または地球環境への負荷低減技術で顕著な業績に対して贈られるべく設定された。2011（平成23）年度より賞の名称が技術開発賞（戦略分野）に変更されたが、現在も表彰が続けられている。
5月23日「天田財団助成研究成果発表会」を開始「天田財団助成研究成果発表会」を社団法人日本塑性加工学会の春季講演会と併設し開始

2005（平成17）年「重点研究開発助成」の追加
研究開発助成に新たなプログラムとして「重点研究開発助成」が追加された。独創的かつブレ－クスル－を期待する研究に対する助成である。従来の「研究開発助成」の名称を「一般研究開発助成」に変更した。
2007（平成19）年

レ－ザプロセッシング分野を独立し助成開始
新たな取り組みとして、従来の塑性加工分野に加えて、レ－ザプロセッシング分野を独立した一般研究開発助成の対象として申請の募集を開始した。
12月 1日財団創立20周年記念行事の開催
財団創立 20 周年記念講演会・式典・技術交流懇親会が㈱アマダ本社内のFORUM 246 で開催された。ア－ヘン工科大学名誉教授ライナ－・コップ工学博士、ならびにフラウンホ－ファ－研究所ダ－ク・ペトリング博士による記念講演が行われた。

現在の財団
2011（平成23）年
4月 1日

公益財団法人の認定を受け、平成23年より公益財団法人天田財団に名称変更
2008（平成 20）年 12 月 13 日の公益法人制度改革関連 3 法の施行に伴い、公益財団法人へ移行。「目的及び事業」の対象として「高密度エネルギ－下での諸特性を利用した加工」（現時点ではレ－ザプロセッシングを示す）を追加

2015（平成27）年

研究助成プログラムの充実化と新たな活動開始
2017 年に迎える創立 30 周年を記念して、重点研究開発助成が、指定なし研究テ－マにグ
ル－プで取り組むA、財団指定課題を核とした研究テ－マBの 2 つのプログラムになり、助成金額も大幅に増額された。またレ－ザプロセッシング分野も同じく 2 つのプログラムで構成される重点研究助成が加わることとなった。

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天田財団助成式典を開催

11月28日2015（平成 27）年より天田財団助成式典が開催され、助成金目録の贈呈や招待記念講演会が行われることとなった。
第2回となる平成28年度の助成式典では助成件数91件、助成総額1億9 , 501万円におよび、助成件数、助成総額ともに過去最高となった。
2016（平成28）年

天田財団 九州産学交流会を開催

7月23日

2016（平成 28）年からは、助成研究成果の普及啓発および地域における産業界と学会の連携促進を目的とした「天田財団 産学交流会」の開催を開始した。
第 1 回として 7 月 23 日、福岡県福岡市において「天田財団 九州産学交流会」が開催された。
2017（平成29）年

OPIE '17に初参加

4月19日

日本最大級の光技術総合展示会であるOPIE '17 に天田財団として出展した。公共展への出展は今回が初めて。
6月 2日「レーザ加工学会 天田財団共催講演会2017」を開催
一般社団法人レーザ加工学会との共催による「レーザ加工学会 天田財団共催講演会 2017」が開催された。
「ベストオーサー賞受賞講演」や「レーザプロセッシング助成研究成果発表会」などで計 6 件の講演が行われた。

6月 8日「第15回 天田財団助成研究成果発表会」を開催「金型の最新技術動向」をテーマに「第 15 回 天田財団 助成研究成果発表会」が開催された。
これまでの助成研究テーマの中から塑性加工に欠かせない金型製造技術、金型表面処理技術などが紹介された。

天田財団の事業構成
助成事業

研究開発助成事業●
塑性加工分野●レーザプロセッシング分野

重点研究開発助成
一般研究開発助成奨励研究助成国際交流促進助成事業●
塑性加工分野●レーザプロセッシング分野

国際会議等開催準備助成
国際会議等参加助成
外国人養成助成

普及啓発事業

研究報告事業

助成研究成果報告書
FORM TECH REVIEW

普及啓発事業

助成研究成果発表会
天田財団助成式典
産学交流会
天田財団ニュース

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研究室訪問 1

テーラーメイド医療実現に寄与する研究
生体吸収性マグネシウム素形管材の革新的レーザダイレスフォーミング法の開発 ①
東京大学生産技術研究所
機械・生体系部門 変形加工学研究室

真鍋研究室で塑性加工を学ぶ
古島准教授は真鍋研究室の修士の学生だった頃、構造用金属の中で最も比重の小さい金属として注目されていたウムの研究は、欧州や中国が進んでいる。古島准教授たちは塑性加工によって材料を変形させ、造管して、カタチを変えることを考えた。

マグネシウム合金に着目。従来、マグネシウムは冷間押し出「今回の助成金と2 年間という期間で実用化するのはしや引抜きで成形しても減面率は 5 〜 10% 程度しかなかっハードルが高いと思っていますが、実用化に必要なコアのたが、加熱し引抜く方法で、減面率を一気に 60% 程度まで確立に挑戦していきます」（古島准教授）。

向上できた。ダイレスで細管（マイクロチューブ）が加工できることを研究し、引っ張る速度よりも少し遅い速度で後ろかテーラーメイド医療に貢献したい

ら押すことで、均一なマイクロチューブができることを解明。

「革新的レーザダイレスフォーミン
2 年間の助成期間で、最近になって、生体吸収性に優れたマグネシウム製マイク

グ」で創製したマグネシウム製マイクロチューブでつくったス

ロチューブの用途として、ステントなど医療分野への応用がテントで動物実験まで行ってみたいという希望を持っている。

具体化してきた。そこで山梨大学の吉原教授や首都大学「吉原教授がいらっしゃる山梨大学医学部や民間企業と東京の清水助教という西村研究室、真鍋研究室の OB が、連携して動物実験まで持っていくことも選択肢の一つ。私

共同研究を決断した。

が所属する東大生研では、すでに医工連携で医療用ロボッ

天田財団の研究開発助成に感謝
ステント※をはじめとした医療機器の素材としてのマグネシ

研究室内の設備・装置を紹介する古島剛准教授

8

古島 剛 准教授

トの研究をされている先生方もおられるので、情報を共有していくことも大切だと思います」。
ただ、ステントを医療機器として実用化することは、一朝マグネシウムでつくったマイクロチューブ

「生体吸収性マグネシウム素形管材の革新的レーザダイレ
スフォーミング法の開発」の研究は東京大学生産技術研究所の古島剛准教授、山梨大学大学院医学工学総合研究部の吉原正一郎教授、首都大学東京システムデザイン研究科の清水徹英助教による共同研究。3研究者はいずれも東
京都立大学（現・首都大学東京）
大学院工学研究科で、西ひさし

ア
村 尚 名誉教授、真鍋健一名誉教授というマグネシウム、
ルミニウムの材料選択や利用法などの塑性加工研究分野
における第一人者のもとで博士号を取得している。
古島剛准教授一夕でできるものではなく、時間がかかると想定される。個いる。また、同研究室で開発したダイレスフォーミング装置は体差に配慮したテーラーメイド医療を実現しようとすれば、ス

引抜き時にチューブにねじりを加えることができ、レーザ照射

テントの評価試験が課題となる。

をスポット的に行うことで結晶粒を微細化して材料組織を変そのため実際の形状に近い模擬血管にステントを入れ、えるなどのおもしろい実験もできる。

人工血液で生体内に分解されていく状態を評価する試験

マグネシウムを生体吸収性材料として使う場合に問題とが考えられている。共同研究では、生体内環境での機械なるのが腐食・分解速度がはやいこと。生体吸収性に優的特性・分解速度評価の研究は清水助教が担当で、マグれた素形管材を創製するためのパラメータとしてはかなり広ネシウムが生体内環境下で腐食し、分解・吸収されるまで範囲になると考えられる。ステントは血管の狭窄を拡げる役の速度をコントロールするためのマイクロチューブの表面処

割があるので一定の強度が必要。血管狭窄のステントは生理などの研究もテーマにされている。

体内で 6カ月間はもって（働いて）ほしい要望があるが、ハー2016 年 10 月から東大生研の准教授に古島准教授は 2016 年 10月から東京大学生産技術研究ドルは高い。

研究環境に恵まれる所の変形加工学分野を担当する准教授になった。外国人

古島准教授はダイレスフォーミング研究のほかにも微細な研究生（インドネシア人）と日本学術振興会の外国人特別

プレス加工、マイクロ塑性加工の研究を進めている。特に研究員（中国人）、首都大学東京からの研究実習生、それ

微細精密プレス成形を研究し、結晶粒径や表面粗さを考慮に技術専門職員といったスタッフがおり、研究設備としてはした材料モデルの構築と、これらを考慮した破壊・成形限

ダイレスフォーミングの機器に加え、半導体レーザを使って界に関する検討を行っている。さまざまなひずみ状態を付チューブを加熱しながら造管する120Wと30W の半導体

加すると表面に結晶組織の不均質さによる不均一な変形レーザ装置、共焦点レーザ顕微鏡、完全非接触でひずみが起きるので、研究室にある共焦点レーザ顕微鏡を使ってを計測可能な引張試験機、複動型プレス機など多数。将3 次的表面プロファイルを観察しながら、軌跡を追い、どうい

来的にはテーラーメイド設計に対応するために発振出力のうときに変形や破壊につながっていくのかを調べ、ミクロな高いレーザ加工装置の導入も計画している。

変形が材料全体の変形にどうつながっていくのかを実験レ

ハードルの高い研究課題に同研究では、有限要素解析（FEM）の中に、結晶粒単ベルでシミュレーションできるようにしたいと考えている。さらもともと冷間引抜きで細管を造管するという工法はあった。

位の不均質性を考慮し、微細精密プレス成形中の表面あ

しかし、マグネシウムは室温での加工性が悪い。医療分野

れや進展挙動を予測することに成功し、それらが接触挙動において、マイクロチューブの径は最小が 0.2 ㎜になり、そや成形性に及ぼす影響を明らかにしようとしている。

んなチューブを加熱するためにはそれ以下のコイルを巻かなければいけないので、レーザを使用する方法に変わって※ ステント 血管などを内側から広げるための金属製の網状の筒

9

研究室訪問 2

医工連携の前に工工連携を進化させる
生体吸収性マグネシウム素形管材の革新的レーザダイレスフォーミング法の開発 ②
山梨大学大学院医学工学総合研究部
機能材料システム工学専攻

マグネシウムの板材成形を研究

販のマグネシウムチューブを購入して、腐食の研究を進めて金属材料は強度・靭性・剛性などに優れているため、いた。ところが、ステントにはさまざまな種類の合金が使用さ整形外科では骨折固定治具や人工関節として、循環器・れ、それらには個々にパテントが出されており、チューブだけ

消化器科では血管などの狭窄部位を拡張するためのステン

購入して腐食の研究を行おうとしても、パテントに抵触してしトとしての利用が期待されている。これらの医療用デバイス

まう可能性がある。材料の仕込み、製造段階から取り組まは、周辺組織の修復後に速やかに除去されることが望ましなければいけない。

いものもあるが、再手術が必要となるため、患者にとって大きな負担となっていた。

そこで、古島准教授のダイレスフォーミングでチューブを造管する研究に着目、古島准教授とコラボして、加工の段

そこで、医療用生体吸収性材料としてマグネシウム合金

階で新しい素材を開発してステントをつくってみようと考えの実用化が期待されているが、そのためには体内での腐た。吉原研究室は腐食を研究しているので、素材の表面

食・分解速度や強度の制御、ならびに体内吸収後の生体性状によって腐食がどのように変化するか調査することをは安全性の検証が不可欠となっていた。吉原教授は生体内

じめ、加工プロセスの変化により、素材の特性にどのようなでマグネシウムにどのような腐食が起きるのか、腐食に関す影響が出るのか解析することも可能となる。

る基礎的な研究を継続して行ってきた。

テーラーメイド医療を目指す

ステントへの応用

2 年前から山梨大学医学部との間で、医工連携を模索

ステントは金属メッシュ製チューブ。吉原教授は当初は市チューブの強度検査をする装置

10

吉原 正一郎 教授する動きも生まれており、吉原研究室では、マグネシウム合吉原正一郎教授と研究室のメンバー

吉原正一郎教授は東京都立大学（現・首都大学東京）の博士課程を経て「深絞り加工の知能化」というテーマで博士号を取得した。
その後、東京工業高等専門学校の助手、助教授に任官。2002
年から2年間、親交があったデンマークの研究者から「塑性加工を研究するなら、欧州で研究が進められているマグネシウム板材の成形加工を研究するのがおもしろい」とアドバイスを受け、アイルラン
ドのダブリン市立大学へ留学した。帰国後に山梨大学大学院准教授に任官した後も、マグネシウムの板材成形や金属材料のスピ
ニング加工の研究を継続している。
吉原正一郎教授

金を医療の分野に適用させる研究をはじめるために、医学

血圧が高いほうが腐食が早いということもわかった。そのた部の研究者と共同研究を進めた。そこで、パイプが創製でめ、加工プロセスの途中で素材に発生するひずみによってきればステントについても医工連携で研究が進められると考腐食がどのように変化するかを調べようとしている。

えた。生体吸収性に優れるマグネシウムは、ステント以外の実験でマグネシウムを生理食塩水に漬けると、場合によっ医療分野でも多くの可能性を持つ。吉原研究室では模擬ては数時間でチューブに穴が開いてしまうことがある。ステ的な血管をつくり、そこに模擬血液を流してマグネシウムのントなどへの応用を考えると腐食が均一に進むことが大切

腐食実験を行っているが、吐出量によって腐食時間に差がで、そのためには素材の組織の状態、結晶粒の大きさ、方出ることがわかっている。吐出量に影響するのは人間の血位なども問題となる。そこで加工プロセスでは結晶粒や方圧で、それにより腐食時間に個人差が発生すると考えられ

位をどこまで制御できるのか― それが古島准教授の課る。

題になる。また、レーザ照射による加熱をどのようにして行う

3 人の研究連携
ステントは、狭窄した血管を治癒させるためには最低でも6カ月は腐食で分解しては困るという考えもあり、血圧の差を考慮したテーラーメイドなステントの創製が必要となる。
そのためにステントの表面をコーティングすることで腐食かがポイントになる。直径 2 ㎜のステントにスリットを加工、切断するということになると機械加工では困難で、レーザ加工
で実現の可能性があるかどうか― 世界的にも、ステントはレーザで加工するのが一般的になっている。

医工連携の前に工工連携の強化

や分解時間をコントロールするという考え方が生まれた。そ

医工連携ではさまざまな研究分野の研究者が連携しなこに清水助教の研究が必要になった。そして素材であるければいけない。その意味で、「医工連携の前に工工連携

チューブを造管するところで古島准教授の研究が必要になが必要だと思います」と吉原教授は強調する。チューブのる。そして吉原教授は腐食を研究し、分解速度特性を評

内側をコーティングする技術の確立をはじめとしてまだ課題

価することが役割となる。3 人の研究連携によってマグネシは多い。

ウム合金の高付加価値化を狙うことができた。
国際的なパテントのしがらみから抜け、加工プロセスのパ

高精度な破断テスト

ラメータを解明し、開発するところがポイントだった。吉原研

チューブの強度を評価する際には引張試験のほかに、ス

究室では生体内環境と同じ環境をつくって一定時間に流れ

テントのように膨らませて使う場合もあるので、バルジ評価をる血液の流量は変えず、血圧の差― つまり拍動によって行う。チューブに内圧を付加させ、膨らみの頂点で 2 軸応

心臓から送り出される血液量が変化するように拍動用のポ

力状態の機械的性質を評価する実験を行っている。そのンプを制御し、代替血液の吐出量をコントロールしながら腐ために簡易液圧バルジ試験機を製作して、活用している。

食の実験ができる装置を自作した。これまでの実験結果でそしてバルジ試験の結果と、あらかじめシミュレーションした

拍動の振り幅が大きいほど腐食が早まる傾向があることや、破断予測を照合して、高精度な破断予測を目指している。

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研究室訪問 3

マグネシウムの組織構造や結晶粒を評価
生体吸収性マグネシウム素形管材の革新的レーザダイレスフォーミング法の開発 ③
首都大学東京システムデザイン研究科
知能機械システム学域「真鍋研究室」での出会い

清水 徹英 助教のチューブによる軽量化の研究をさかんに行われるようにな「私が学部 4 年で真鍋研究室に入り、卒業研究で手がり、さらにマグネシウムを温間で絞り加工する研究をし、そけたのがマグネシウム結晶を微細化して管を創製する研究の後にマグネシウムの結晶粒の微細化の研究をされていまです。その頃、古島先生は修士課程にいらっしゃいました。

した」。

古島先生がマグネシウムのマイクロチューブの研究をはじめ「真鍋研究室に入った頃、吉原先生が特別研究員としられたのは、古島先生などが企画し、医工連携をテーマとて真鍋研究室におられたため、ご指導をいただきました。ました日本塑性加工学会のシンポジウムで、他の先生からマた、先生が山梨大学へ出られてからは研究室同士で合宿

グネシウムの医療応用についての報告があったからです。

を共にするなど交流を続け、親しくしていただきました。10

古島先生としてはマグネシウムの細管をダイレスフォーミング

年ほど前にも 軽量化 という観点でマグネシウムが話題とで創製する研究をされていたので、医療へのヒントを得られなっていましたが、最近また、マグネシウムの医療応用でマたと思います」。

グネシウム研究に注目が集まるようになった、という印象があ「吉原先生は 2005 年から2010 年にかけ、マグネシウム

ります」。

❶

❷

❶研究室内の実験装置／❷研究室内の整備・装置を紹介する清水徹英助教12清水徹英助教は東京都立大学工学部機械工学科を卒業
後、首都大学東京大学院工学研究科の真鍋研究室でマイクロ精密プレス加工特有の無潤滑下におけるトライボロ
ジー特性を研究、博士号を取得した。東京都立産業技術研究センターの研究員在任中は各種硬質皮膜やその特性に関する中小企業への技術支援に携わった。首都大学東京に助教として招かれてからは各種表面改質に関する研究開
発、各種表面処理の表面構造解析、金属箔材のマイクロフォーミングに関する要素研究を行っている。
清水徹英助教「私は修士になってからはマグネシウム細管を創製する研がっているとステントの内側から腐食が起こってしまうため、究から、マイクロ加工で絞り加工の研究をするようになりまし挿入する部位に対応してチューブの厚さや結晶粒まで変えた。そして薄い金属の箔のマイクロフォーミングを研究、マイる必要性が出てきます。そのため、かなり高度な制御を行っ

クロ精密プレス加工に伴う金型のトライボロジー特性の研究てマイクロチューブを創製する必要が出てきます。最近言を行うようになり、博士号はその研究で取得しました」。

われているテーラーメイド医療になるわけですが、そうすると「その後は表面改質を研究する中で、どういう材料を設

高度な制御を行うためにコストがかかり、費用対効果の検計するのか、その材料表面の幾何学的な設計はどうする証も必要です」。

と良いのか、という2 本立ての研究を行うようになり、現在
細な凹凸をつけたらどうなるか―という研究をやっていま

マグネシウムの組成を制御して高付加価値化
を目指す

す」。

「今度の研究では生体内での耐腐食性が弱いマグネシはコーティングの研究とテクスチャリング― 金属表面に微「最近は、コーティングによる材料特性の変化により、金ウムの問題と、3 〜 4 台のレーザを使ってマグネシウムの組属を摩擦・摩耗させることでどのように変化するかという研成を制御することで、テーラーメイド型医療機器に対応した究に加え、化学的な耐腐食性とか光学的な変化に対する高付加価値化ができないか、という課題への対応が目標に研究まで広がってきました。今回の共同研究では古島先生あります」。

がマイクロチューブを創製して、吉原先生が生体内での腐「マグネシウムは生体内で腐食に弱いといわれています

食（分解）の研究を担当されますが、私はマイクロチューブ

が、その実態はよく解明されていません。マグネシウムを使っ表面の評価に関する研究と、表面をコーティングによって改たステントの研究は他大学でも行われていますが、どちらか

質することで腐食をコントロールする研究をさせていただいというとマグネシウムの組成を変化させて対応する材料学ています。マグネシウム自体は酸化膜に覆われていて、酸的なアプローチが多いのですが、私たちは結晶組織を加工

化膜の組成・構造によって耐腐食性が変わるといわれてい技術で制御する方向を考えています。生体吸収性が良い

るので、自分たちで酸化皮膜をマグネシウム表面にコーティということは、逆に腐食性が高いということになり、耐腐食性

ングする研究も行っています」。

を強くすると、生体吸収性に欠けます。患者さんの血管内医工連携るのが理想です。そのためには材料表面や結晶粒はどう「吉原先生が在籍している山梨大学には医学部との医あるのが一番良いのか、研究しなければいけません。今回

工連携を進めるためのコーディネーターがいらっしゃいます。

は、生体吸収性の高いマグネシウムの医療応用という観点

で治癒時期に合わせてステントが自然に腐食して吸収されそのコーディネーターの方のお話を聞くと、ステントといってもから、フレキシブルなレーザダイレスフォーミングの加工技術

患者さんによって個人差があるようで、挿入する部位がまっで、テーラーメイド医療に対応するステントの開発を目指してすぐだったり、曲がっていたりする場合があるそうです。曲

います」。

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研究室訪問 4

熱可塑性 CFRP の鍛造成形法の開発
金沢大学 理工研究域機械工学系

多岐にわたる研究分野
米山教授は塑性加工を基礎に、これまで塑性加工にお材料として期待されていることから、熱可塑性 CFRP のプレ
ス成形の研究を進めるようになった。

ける工具面の圧力・摩擦センサーの開発、金属光造形法

まず炭素繊維の隙間に熱可塑性樹脂を含浸させ、樹脂を活用した高機能射出成形金型の開発、スキーにおけると炭素繊維を密着させることが重要な課題となる。熱硬化計測やスキーロボット、脳腫瘍の判別や脳腫瘍摘出マニ

性樹脂の CFRP の場合は、炭素繊維だけを成形品の形にピュレーターの研究などを行ってきた。近年特に力を入れてし、あとから樹脂を含浸させて固めることが可能だ。ところいるのが熱可塑性 CFRP のプレス成形に関する研究だ。

が、熱可塑性樹脂の場合は、樹脂を溶解させても粘性が熱可塑性CFRPのプレス成形の研究を開始

も、この樹脂を炭素繊維の中に含有させることと金型の形

高いので、あとから樹脂を浸み込ませることが難しい。しか米山教授の研究室は 2008 年から、熱可塑性 CFRP のプ状に成形品をつくることを、プレス成形の工程で同時に行うレス成形についてプレスメーカーと共同で研究に取り組んでことは難しい。そこで、あらかじめ熱可塑性樹脂を炭素繊きた。当初は、炭素繊維強化複合材料がどういったものか

維に含浸させた、スタンパブルシートと呼ばれているプレート

や、熱硬化性樹脂の CFRPと熱可塑性樹脂の CFRP のどをつくり、それを加熱してプレス成形する基本的なプロセス

ちらを取り上げるべきかなど、不明なことばかりだった。しかを考えた。

し、世の中の傾向として、熱可塑性樹脂を含浸させた炭素

そこで、スタンパブルシートの作成とプレス成形の 2 つの繊維強化樹脂（熱可塑性 CFRP）が将来の量産に向けた工程が重要になる。米山教授は塑性加工の視点から、2 番

熱可塑性CFRPを使って成形加工したサンプル製品 ①

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米山 猛 教授

熱可塑性CFRPを使って成形加工したサンプル製品 ②金沢大学理工研究域機械工学系の米山猛教授は軽量化
材料の革新的加工法として熱可塑性CFRPシートを用いたプレス成形を研究。米山教授の「人間・機械創造研究室」
は、米山教授、渡辺哲陽准教授、香川博之講師、大学院修士学生17名、卒業研究生10名、博士課程学生1名、研究員
1名と全体では30名を超える。研究分野は塑性加工、医療機器開発、ロボットハンド、雪面工学など多岐にわたっている。

金沢大学機械工学系研究員の立野大地さん(左）と米山猛教授（右）目の工程―スタンパブルシートのプレス成形の工程に着目ている。連続繊維に比べて、炭素繊維をある程度の長さにした。

切った不連続繊維を用いた CFRP はいろいろな形に変形さ

研究経緯
まず、一方向炭素繊維を積層したカップ成形、織物炭素
繊維シートを積層したカップ成形、角筒成形などの基礎的研究を行い、成形時の炭素繊維変形挙動に着目した。次せやすいという利点を持つが、強度は連続繊維よりも落ちてしまうという欠点もある。これらの課題を克服していくのが研究の大きな課題となっている。

CFRPの将来に成形条件と成形後の強度に着目するとともに、基礎研究

現状では、原料の炭素繊維の価格も高く、それを加工しをベースにした、より大きなサイズの成形に取り組み、フロン

た CFRP の価格も高いので、一般の自動車や機械に実用

トサイドメンバを模擬した長さ800 ㎜のモデルの成形と接化されるのは、これからだ。

合、圧潰試験を実施した。また、ダイクッションを活用した側

米山教授は「価格を下げていくためにも、しっかりとした

壁加圧機構によって、長さ1m の U 字ビームを作成し、強加工の研究が必要です。将来、鉄と同様のレベルの強度度評価を行った。これまでの研究では連続繊維シートを用を持ち、比重が鉄の 5 分の 1（比重 1.5）の CFRP で、これいたプレス成形が中心であったが、連続繊維では成形できまでにない特性を持った機械ができたらおもしろい。金属のる形状に制約があるため、不連続繊維を活用した成形にも加工に比べたら、CFRP の加工技術はまだ始まったばかり。

幅を広げた研究を進めようとしている。

これからさまざまな展開に期待したい」と、語っている。

熱可塑性CFRPの鍛造成形法の開発
今回、天田財団から助成を受けた研究は、これから米山教授が取り組もうとしている新しい研究だ。主に不連続繊維を活用して、強度が必要な機械部品を、熱可塑性 CFRP
で製作しようとする研究である。炭素繊維は繊維方向に引っ張られたときは非常に強いが、その他の方向には、単なる「ひも」にしかならない。
そのため、プレス成形にしても鍛造にしても引っ張られたら強い、という炭素繊維の特徴を成形品の特性に活かさなければならない。
「成形加工」であり、材料を流動・変形させる加工なので、その中で繊維が流動・変形する。その結果として、「できた加工品の中で炭素繊維の特性が活かされるようにするにはどうしたらよいか」が大きな課題となっ米山猛教授と研究室のスタッフ

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天 田 財 団 ニュース
光技術総合展示会― OPIE ’
17に初参加、

ティング技術を開発する大阪大学の研究プロジェクト「高産学連携を模索

付加価値設計・製造を実現するレーザーコーティング技

光技術総合展示会― OPIE ’
17が 4月19日から21術の研究開発」が展示され、関心を集めていた。

日までの3日間、パシフィコ横浜で開催され、天田財団と天田財団は助成研究成果報告書をはじめとした刊行物

してはじめての公共展への出展となった。同展は光技術を展示、来場者に天田財団の活動を強くアピールした。

とレーザの総合展示会として、1994 年のレーザEXPOから今年で24 回目を迎えた。今年も光産業・技術に特化した数多くの企業・団体が出展し期間中の来場者数は15 , 214 名となった。
今回注目されたのが、波長が 400 ～ 450ナノメートル（nm）の青色に光って見える青色レーザ。HDやDVDな
どの光ディスクへのデータの読み書き、医療やナノテクノ
ロジー、半導体分野などで広く利用されるようになっている。今回のOPIEには青色レーザを使って、レーザクラッディ
ング（肉盛溶接）技術を高度化し、難加工材のレーザコー

天田財団の出展ブース

今 後 の 主な普 及 啓 発 活 動
天田財団は、助成研究成果を産業界へ積極的に発信しています。

第7 回 次世代ものづくり基盤技術産業展
1 TECH
Biz EXPO 2017
出展し、助成研究成果報告書等を配布します。
日時： 2017 年 11月15日～ 17日
場所： 吹上ホール（名古屋市中小企業振興会館）

2 弊財団は1987 年に発足、本年創立 30 周年を迎えます。
天田財団 創立30周年記念式典

これを記念して「創立 30 周年記念式典」
を開催します。
日時： 2017 年 11月25日 13 時〜19 時
場所： FORUM 246 246ホール（神奈川県伊勢原市）

OPIE’
18 レーザー EXPO
4 出展
し、助成研究成果報告書等を配布します。
日時：2018 年 4月25日～ 27日
場所：パシフィコ横浜

レーザプロセッシング助成研究成果
5 第2回
発表会
光とフォ
トニクスに関する国際会議「OPIC2018」で発表します。
日時：2018 年 4月25日 13 時〜19 時
場所：パシフィコ横浜

一般社団法人レーザー学会学術講演会
3 出展
し、講演も行います。

第16回 天田財団助成研究成果発表会
6 日本塑性加工学会の春季講演会に併設して開催します。

日時：2018 年 1月24日～ 26日
場所： 京都市勧業館 みやこめっせ

日時：2018 年 5月31日
場所：国立オリンピック記念青少年総合センター（塑性加工）

編集後記
天田財団ニュースの「研究室訪問」の取材が、仕事でステント作成や熱可塑性CFRPなど夢のある研究をされてはあるが実に楽しい。助成先の研究室を訪問し、研究のいて、思わず池井戸潤「下町ロケッ
ト」の心臓人工弁（ガ抱負や今後の目標等をお聞きするのですが、純粋文系のウディ）やロケットエンジン搭載バルブシステムなどのように

私には専門的な事は全くの門外漢です。しかし、モノづく

人に直接役に立つ、夢のある研究を想起しました。

りに具体的にどう役立つ研究をされているのかという視点を持つと漠然とですが理解できます。それが実に面白い。

これからも研究室訪問を通して、未知の夢を垣間見た
いと思っています。

今回訪問した研究室では、血管をつなぐ生体吸収性の❷❶❸今回の表紙 ❶「第15 回 天田財団 塑性加工 助成研究成果発表会」で、優秀な研究成果として
天田財団の木内学理事（東京大学・名誉教授、左端）から表彰された岐阜大学・土屋能成特任教授（左から2 人目）、岡山大学大学院・岡田晃教授（中央）、福岡県工業技術センター機械電子研究所・谷川義博精密加工チーム長（右から2 人目）、東京電機大学・松村隆教授（右端） ❷「金型の可視化技術の現状」と題したパネルディスカッション風景 ❸岐阜シティ・タワー 43で開催された懇親会風景

天田財団ニュース 第 3号 2017年 11月1日発行 発行所：公益財団法人天田財団 編集：マシニスト出版株式会社 印刷：YAMAGATA 株式会社
〒259-1116 神奈川県伊勢原市石田 350番地 FORUM246 TEL：0463-96-3580 FAX：0463-96-3579 https://www.amada-f.or.jp/