第６１回研究評価委員会

資料 ２－３「次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発
・実用化事業」
事後評価報告書（案）概要

目

次

分科会委員名簿 ······················································· １
評価概要（案） ······················································· ２
評点結果 ································································ ５

はじめに

本書は、ＮＥＤＯ技術委員・技術委員会等規程第３２条に基づき研究評価委員会において設置された「次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発・実用化事業」（事後評価）の研究評価委員会分科会（２０１９年１２月１８日）及び現地調査会（２０１９年１１月
１２日 於

日本電子株式会社

本社・昭島製作所

ＲＤ館１階記念ホール）において策定した評価報告書（案）の概要であり、ＮＥＤＯ技術委員・技術委員会等規程第３３条の規定に基づき、第６１回研究評価委員会（２０２０年５月１５日）にて、その評価結果について報告するものである。

２０２０年５月
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
研究評価委員会「次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発
実用化事業」分科会（事後評価）
分科会長

柳本

潤

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

研究評価委員会「次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発・実用化事業」（事後評価）分科会委員名簿（２０１９年１２月現在）
氏名
分科
会長
分科
会長
代理

やなぎもと

柳本

ひらつか

平塚

いわさき

所属、役職

じゅん

潤

さだと

貞人

たくや

岩﨑

拓也

おおつぼ

やすひこ

つかもと

まさひろ

わたなべ

よし み

大坪

靖彦

東京大学大学院

岩手大学

工学系研究科理工学部

機械工学専攻物理・材料理工学科教授

教授

みずほ情報総研株式会社 経営・IT コンサルティング部
デジタル技術戦略チーム 主席コンサルタント
日立金属株式会社 金属材料事業本部
シニアアドバイザー

技術部

委員
塚本

渡辺

雅裕

義見

大阪大学 接合科学研究所 接合プロセス研究部門
レーザプロセス学分野 教授
名古屋工業大学大学院
教授

工学研究科

物理工学専攻敬称略、五十音順

1

「次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発・実用化事業」（事後評価）
評価概要（案）
１．総合評価金属粉末を原材料とした三次元造形技術は、プロジェクト開始当時、欧米の企業が圧倒的に先行している分野であったが、ものづくり全般に大きな変革をもたらす可能性があるテーマでもあった。日本での研究開発を早急に実施しなければものづくりの要となる設計・製造・生産技術を海外に主導権を握られてしまう状況であり、国費を投じて装置開発等の研究開発を進めることは、重要かつ妥当である。本事業を開始するにあたり、国内外の３Ｄプリンタの技術動向を正確にキャッチし、目標設定された点が評価できる。世界最高水準の高速化・大型化３Ｄプリンタの技術が確立できたことは、大きな成果である。特許出願においては、
ＰＣＴ出願が必ずなされている点がすばらしい。展示会や講演会を通した普及活動も一定の成果をあげていると判断される。プロジェクトの成果が、金型・工具、補修部品、医療用、エネルギー用、自動車部品、航空・宇宙用部品等の実用化へ期待できる点も評価できる。新会社の MAMSS（株式会社金属積層造形サポートシステム）において三次元積層造形データ
ベースの一元化ができており、プロジェクト終了後のバックアップ体制が整っている点も大いに評価できる。
今後、実用化・事業化フェーズでは、ユーザーが必要とする高品質、低コスト、ユーザー
フレンドリー等のスペックを実現した製品化に注力していただきたい。また、開発した装置
等をマーケットに広めていくフェーズに入るが、競合となる海外装置と比較した場合の優位性や、本装置でしかできないことを十分にアピールするなど、効果的な販売戦略の検討を望む。
２．各論
２．１ 事業の位置付け・必要性について
金属粉末を原材料とした三次元造形技術は、プロジェクト開始当時、欧米の企業が圧倒的に先行している分野であったが、ものづくり全般に大きな変革をもたらす可能性があるテーマでもあった。日本での研究開発を早急に実施しなければものづくりの要となる設計・製造・生産技術を海外に主導権を握られてしまう状況であり、国費を投じて装置開発等の研究開発を進めることは、重要かつ妥当である。「第５期科学技術基本計画」の超スマート社会（Society 5.0）実現のための新たなものづくりシステム、「科学技術イノベーション総合戦
略 2016」３Ｄプリンタ等の革新的な生産技術の開発など、上位の施策・制度の目標達成のために寄与しており、社会的貢献も高い。また、本事業は、金属三次元造形の製造装置に着目し、製造装置の国際競争力の確保を狙いつつ製品展開を行うという２段構えになっており、その目的は極めて妥当なものである。目標達成には、粉末開発、機械制御、レーザー・電子
ビーム等のエネルギービーム制御技術を有した大学、公的研究機関、企業の連携が必須であ2

り、NEDO の関与は妥当である。
２．２ 研究開発マネジメントについて
国内装置開発は、高速・高性能、低価格のハードルの高い具体的目標値を設定しており、大きく評価できる。研究開発内容として、装置に付帯するＣＡＭ、熱変形ソフトウェア及び造形装置の活用に直結する造形条件データベース等の整備の追加及び促進するようにマネジメントが行われた。実施体制については、プロジェクトリーダー及びサブプロジェクトリ
ーダーの強いリーダーシップの下、大学および公的研究機関と民間企業との間で互いに密な連携がなされていた。フィードバックをかけた研究開発が行われており、良好な体制が築けていたと評価できる。また、海外の最新動向を調査・ベンチマークし、新たな研究開発項目を追加するなど臨機応変に対応していた点が、評価できる。知的財産等に関する戦略については、成果の権利化及びその取扱いを技術研究組合が一元管理することで、管理面だけでな
く、担当組合員の研究開発への専念が可能になっていることが評価できる。さらに、海外における将来のビジネス・販売を見据え、ＰＣＴ出願している点も評価できる。
今後、装置の国内販売から海外展開を見据えた戦略や、非組合国内中小企業の技術の活用
方法について明確にすることが望まれる。
２．３ 研究開発成果について
目標未達の項目があるものの、競合と比較して十分に競争力を有するレベルにまで達しており、十分な成果が得られている。特に、産業技術総合研究所を中心に、装置、材料、ユー
ザー企業との有機的連携が実現し、世界最高性能の鋳造用砂型３Ｄプリンタが開発されたことを評価する。また、三次元造形の金属溶融凝固観察、電子ビームのスモーク現象解明等世界初の成果も評価できる。成果の普及については、シンポジウムやセミナーを定期的に開催するなど、一般向けに十分な情報発信を行っている。セミナーにおいては入門編・実用編の２つを準備し、金属積層造形に不慣れなユーザーの教育まで行っており、大いに評価できる。
特許出願は、必ずＰＣＴ出願も行うなど、知的財産権等の確保に向けても優れた取組がなされている。
一方で、最終目標のうち価格が未達であり、今後のコストダウンが期待される。
また、単に装置・データ販売等にとどまらず、海外技術・製品との差別化ポイントを明確化した上で、従来実現できなかったことができるという点をしっかりとアピールし、成果普及に取り組んでほしい。
２．４ 成果の実用化・事業化に向けた取組及び見通しについて
一部の製品においては、販売・納品実績もあり、また、個々の開発された装置においては、
日本ならではの独自のアイデアが詰め込まれており、先行する海外技術にひけをとらないものと考えられる。プロジェクト内で取得したデータやレシピをデータベース化し、新会社のMAMSS で管理するなど、成果の実用化・事業化に向けて着実に進められている。プロジェ
クトの成果が、アプリケーションビジネスとして想定している金型・工具、補修部品、医療
3

用、エネルギー（発電）用、自動車部品、航空・宇宙用部品等の実用化への展開が期待できる点で評価できる。
今後、実用化・事業化フェーズでは、ユーザーが必要とする高品質、低コスト、ユーザー
フレンドリー等のスペックを実現した製品化に注力していただきたい。また、フルスペック
装置を上市することも重要であるが、一方で、安価な実験用３Ｄプリンタの需要も高いと想定されるので、スペックダウンを恐れず、廉価な装置の上市を期待する。
さらに、３Ｄプリンタの実用化・事業化のためには、三次元積層造形技術の浸透が不可欠であり、三次元積層造形でしかできない構造を具現化する独自の装置開発を望む。

4

評点結果〔プロジェクト全体〕

１．事業の位置付け・必要性

3.0

2.5

２．研究開発マネジメント

2.2

３．研究開発成果

４．成果の実用化・事業化に向けた取組及び見通し

2.5

0.0

1.0

2.0

評価項目

3.0

平均値

素点（注）

１．事業の位置付け・必要性について

3.0

A

A

A

A

A

A

２．研究開発マネジメントについて

2.5

A

A

A

B

B

B

３．研究開発成果について

2.2

A

B

C

A

B

B

４．成果の実用化・事業化に向けた取組及び見通しについて

2.5

A

A

A

B

B

B

（注）素点：各委員の評価。平均値は A=3、B=2、C=1、D=0 として事務局が数値に換算し算出。
〈判定基準〉
１．事業の位置付け・必要性について

３．研究開発成果について・非常に重要・重要・概ね妥当・妥当性がない、又は失われた・非常によい・よい・概ね妥当
・妥当とはいえない

→A
→B
→C
→D

２．研究開発マネジメントについて

→A
→B
→C
→D

４．成果の実用化・事業化に向けた取組及び見通しについて・非常によい・よい・概ね適切
・適切とはいえない

→A
→B
→C
→D

・明確
・妥当
・概ね妥当
・見通しが不明

5

→A
→B
→C
→D

１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性◆事業実施の背景と事業の目的

社会的背景
３Ｄプリンタに代表される三次元積層造形技術の進歩は、これまでにない高機能製品の開発を加速するだけでなく、新たな付加価値を持つ製品の創製から設計・生産までの時間の 大幅短縮、地理的制約からの開放など、ものづくりに“革命”を起こす潜在力を秘めているとされ、次世代のものづくりをリードするためには 三次元積層 造形 技術の開発・実用化が喫緊の課題となっている。
現状の３Ｄプリンタ市場では、海外企業製品のシェアが高く、ユーザーは迅速かつ十分なサポートが受けられない、コストが高いなどの問題を抱えており、国内企業の競争力を確保するために高性能３Ｄプリンタの国産化が望まれている。

１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性◆事業実施の背景と事業の目的

事業の目的
我が国ものづくり産業がグローバル市場において持続的かつ発展的な競争力を維持するため、３Ｄプリンタを核とした新たなものづくり産業の創出を目指し、３Ｄプリンタを普及させることにより、エネルギー効率の改善による省エネルギー型製造プロセスの創出を目指す。
少量多品種で高付加価値の製品・部品の製造に適した 三次元積層造形技術や金属等の粉末材料の多様化・高機能複合化等の技術開発及びその周辺技術を開発する。

1

◆政策的位置付け

１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性ఐ৾ૼ୒৆ੁ

第期科学技術基本計画（）超スマート社会（6RFLHW\）実現のためののシステム・課題 「新たなものづくりシステム」

科学技術イノベーション総合戦略「'プリンタ等の革新的な生産技術の開発」

日本再興戦略－第次産業革命に向けて－中堅企業・中小企業・小規模事業者の革新ᕤሙ䞉䢈䢛䢓䢙䢀➼⏕⏘䢈䢛䢗䡺䡹䛻䛚䛡䜛䡰䢄䢕䡳䢚䡬฼⏝ຠ⋡ྥୖᢏ⾡䛾㛤Ⓨ䠏㻰䝥䝸䞁䝍➼䛾㠉᪂ⓗ䛺⏕⏘ᢏ⾡䛾㛤Ⓨ

内閣府「第期科学技術基本計画」
6RFLHW\実現のためのシステム・課題䜹䝇䝍䝬䜲䝈〇ရ䛾ᥦ౪

日本再興戦略 中短期工程表 「中堅企業・中小企業・小規模事業者の革新⑨」年度

年度～年度

年度

年度<ᡂ㛗ศ㔝㐍ฟ䛻ྥ䛡䛯ᑓ㛛ⓗᨭ᥼యไ䛾ᵓ⠏>

平成年度予算において、技術研究組合を設立し、次世代産業用３'プリンタ技術等の開発を開始
年月

技術開発プロジェクトの推進、進捗状況を踏まえた更なる装置の検討㻞㻜㻝㻟ᖺ⤒῭⏘ᴗ┬❧ୖ䛢䛾䝥䝻䝆䜵䜽䝖䜢㻞㻜㻝㻣ᖺ䜘䜚㻺㻱㻰㻻䛜⥅⥆䛧䛯䚹
１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性

主要課題
コスト低減

装置
・造形速度の向上
・安価な装置の使用・繰返し品質安定化技術

品質向上
安定化

・精度の向上・オンライン測定およびフィードバック制御技術◆技術戦略上の位置付け
金属材料

造形

・歩留まり向上（粒度分布制御技術向上）
・造形品が求める品質に応じた材料の使用
・金属材料の品質特性の造形品に与える特性の影響の把握
・従来測定項目でない要素の把握

・設計・開発期間の短縮
・造形時間以外の加工処理時間（サポート材の切断、熱処理時間等）の短縮
・造形条件の最適化
・測定技術（欠陥等）の向上

VW 67(3
市場に普及させるための共通技術開発

・金属材料の保管管理

新規材料
の使用

－

・バルクでは困難な金属組成の粉体開発とその開発効率
0,マテリアルインテグレーション）

・従来データを活用した造形
条件の最適化QG 67(3新規材料で価値を高めるための材料技術開発（用途を特定）

ヒアリング結果より76&にて作成

ଢ଼஢৫৅

VW
67(3

①大きな造形物を精度良く、スピーディーに製造できる３Ｄプリンタ装置本体の開発②３Ｄプリンタに最適な流動性および溶融・凝固挙動の最適化を実現できる特性を有する金属粉末材料製造技術の開発③溶融凝固プロセスを健全化できる最適レシピ（造形条件）と、造形物形状データと最適レシピに基づき、必要な造形物形状を造形するための制御ソフトウェアの開発

2◆国内外の研究開発の動向と比較

１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性

国

米国

ドイツ
欧
州

英国

中国

取り組み・プロジェクト例

予算規模

1DWLRQDO $GGLWLYH
0DQXIDFWXULQJ,QQRYDWLRQ,QVWLWXWH（1$0,,）⇒$PHULFD 0DNHVに改称

約億円
国防省より）
約億円
企業、州より ・以上の個別テーマ・プロジェクトを運営
・'のパイロット拠点
・材料データベース構築
・次世代装置、造形プロセス
・モデリングシミュレーションツール

'LUHFW 0DQXIDFWXULQJ 5HVHDUFK&HQWHU、,QGXVWULH と$0は強く関連付けられている。

約億円
年）

・設計ルール、コスト分析、リペア、複雑形状、材料開発、強度評価等を産学官で研究
・)UDXQKRIHU研究所、3DGHUERUQ大学 拠点で金属'技術開発

0DQXIDFWXULQJ7HFKQRORJ\&HQWHU
高付加価値製造カタパルト

約億円

・産学連携拠点
・$0実用化研究
・$UFDP社装置を活用
・5ROOV5R\FH、$LU%XV等が参画
・国、大学、企業による共同出資
・精華大、北京航空航天大等が参画

約億円（南洋理工大）他、億円年
投資予定

シンガポール

日本

億円
（総額）

'プリンタ技術産業連盟“Made in China 2025”‫ق‬রবଲୗ2025‫ك‬भ঳৖धखथAM॑ਘ৹
5,(計画

台湾

内容

レーザー積層造形産業クラスター
75$)$06,3・南洋理工大に研究センター立ち上げ ・防衛用$O、&X合金、ハイブリッド構造等を研究

・次元積層造形向けのレーザー技術、積層造形産業用アプリケー
ションの研究を促進
億円
億円

・電子ビーム方式粉末床溶融結合法、レーザーデポ法等
・世界最高水準の装置開発
・異方性カスタマイズ技術開発等
0,7,参考資料+年月日、新ものづくり研究会 報告書などより◆他事業との関係

１．事業の位置付け・必要性（１）事業の目的の妥当性■戦略的イノベーション創造プログラム（6,3）革新的設計生産技術（年度～年度）とは、３'造形技術に対する対象となる材料の違いで開発技術の棲み分けがされている。
本事業：金属・砂型の３'造形技術、 6,3：スーパーエンプラ、ゲル、ラバー、セラミックスの３'造形
３'造形技術
本事業の技術領域

ᮦᩱ㛤Ⓨ㐀ᙧ䝥䝻䝉䝇

人工砂、
バインダ

鋳造
砂型用

㔞⏘⿦⨨

◁

6,3事業の技術領域

7L、1L、$O、&X、)H系 合金

金属用

金属用

電子

レーザー

ビーム式

ビーム式

㔠ᒓ

組織
異方性
制御

高強度
樹脂

柔らかい
材料

スーパー
エンプラ

ゲル、
ラバー

ᶞ⬡䞉㧗ศᏊ

セ
ラ
ミ
ッ
ク
ス

ナノ
修飾
材料
セラミッ
クス

䝉䝷䝭䝑䜽䝇

3

２．研究開発のマネジメント（１）研究開発目標の妥当性◆研究開発目標と根拠

研究開発項目最終目標

根拠①基盤技術の研究開発

造形・材料データベースの構築とシミュレーション技術による最適な加工条件の導出

積層造形を普及させるには装置・材料に対応したレシピ、熱変形予測 シミュレータ、実際の造形結果データ等が必要

D 電子ビーム方式

平成年度までに 、 積層造形速度が 平成
年時点の既存欧米装置の倍、製品精度が同 倍となる３Ｄプリンタ装置が求められる。目標価格はユーザーサイドの希望額をもとに設定。

②高速・高性能の３Ｄプ
リンタの技術開発

・速度：FF K
・精度：μP
・造形サイズ： ㎜ ¼㎜ ¼㎜
・価格：万円

E レーザービーム方式
・速度：FF K
・精度：20μm
・造形サイズ： ㎜ ¼㎜ ¼㎜
・価格：万円③ 金属等粉末製造技術 真球形状で、 高流動性と耐酸化性 を有する、 ３Ｄプリンタに適した真球形状、高流動性 、及び粉末修飾技術の
7L系、1L系、$O系、&X系、)H系の合金等粉末。 狭幅粒度分布 、微細サイズ、高純度等の性能
開発を有し、かつ 低コストな 7L 系、 1L系、 $O系、
低コスト化試作。
&X系、 )H系の合金 等 粉末材料が必要④ 鋳造用砂型 ３Ｄプリンタの技術開発・速度：万 FF K
・造形サイズ： ㎜ ¼㎜ ¼㎜
・価格：万円

平成年度までに、積層造形速度が 平成
年時点の既存欧米装置の倍、製品精度が同 倍となる３Ｄプリンタ装置が求められる。目標価格はユーザーサイドの希望額をもとに設定。

⑤ 金属積層造形技術の実用化に向けた実証

組合員ユーザーによる量産技術としての評価認
定、造形データベースの構築想定されるユーザー企業を巻き込んだ技術力強化を推進し、競争力を強化する必要がある

２．研究開発のマネジメント（２）研究開発計画の妥当性◆研究開発のスケジュール
経産省直執行研究開発項目

1('2事業

年度 年度 年度 年度①基盤技術の研究
委
開発
託

設備
導入

メカニズム解明
造形条件・
材料データベース構築

年度

年度メカニズム解明（溶解・凝固）
造形条件・材料データベース構築

新電子コラム、改良型紛体供給・
複層システム開発・高速化

新電子コラム、改良型紛体供給・複層システム展開
量産試作機開発②高速・高性能の３Ｄプリンタの技術開発
E レーザービーム

委
託
・
助
成

試作機
モニタリング機能開発
１ｋ:レーザー開発

高速化（レーザー２ｋ:化）、
品質安定化改良・評価
量産試作機開発③ 金属等粉末製造技術及び助
粉末修飾技術の 成開発

高性製造技術の開発、粉末分級技術の開発、
粉末修飾技術の開発

高性能化（真球化等）、
低コスト化試作助
成

設計・品質保証検討
試験運用・評価
中間目標

高速化・複層化実証
販売試作機開発

応用試作・評価
導入検討

ਈી৯ఏ⑤ 金属積層造形技術の実用化に向けた実証

積層造形装置の試作・開発・評価
耐熱バインダ材料開発
高冷却積層鋳造技術開発

ਈી৯ఏ

助
成

৯ ఏ

委
託
・
助
成

ਈ ી

②高速・高性能の３Ｄプリンタの技術開発
D 電子ビーム④ 鋳造用砂型
３Ｄプリンタの技術開発年度4◆研究開発の実施体制

２．研究開発のマネジメント（３）研究開発の実施体制の妥当性

委託事業

プロジェクトリーダー
京極 秀樹（近畿大学 次世代基盤技術研究所
３Ｄ造形技術研究センター 教授）
サブプロジェクトリーダー
千葉 晶彦（東北大学 金属材料研究所 教授）
サブプロジェクトリーダー
岡根 利光（産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域
製造技術研究部門 デジタル成形プロセス研究グループ グループ長）
サブプロジェクトリーダー
橋谷 道明（技術研究組合 次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 部長）

1('2

委託

技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構
研究開発項目①
基盤技術の研究開発
研究開発項目②－１、ー２
高速・高性能の３'プリンタの要素技術開発
組合員

研究開発項目④－１
鋳造用砂型３'プリンタの要素技術開発
組合員 産業技術総合研究所

近畿大学 次世代基盤技術研究所

製造技術研究部門

３Ｄ造形技術研究センター
東北大学 金属材料研究所

シーメット 株 本社（横浜市）
群栄化学工業 株

産業技術総合研究所
製造技術研究部門

本社・技術開発センター（高崎市）

日本電子 株 本社・昭島製作所
三菱重工業 株 総合研究所（株）先端力学シミュレーション研究所
本社（和光市）

シーメット 株本社（横浜市）

再委託

兵庫県立工業技術センター

北海道立総合研究機構

早稲田大学 創造理工学部

研究開発項目④－１

研究開発項目④－１

研究開発項目④－１

生産技術部

産業技術研究本部 工業試験場

鋳造用砂型３'プリンタの要素技術開発（積層造形砂型評価：熱的特性、内部状態）

鋳造用砂型３'プリンタの要素技術開発（積層造形砂型評価：評価方法の規格化）

鋳造用砂型３'プリンタの要素技術開発（積層造形砂型評価：力学的特性）◆研究開発の実施体制

２．研究開発のマネジメント（３）研究開発の実施体制の妥当性

助成事業

総合機械工学科

1('2助成

プロジェクトリーダー
京極 秀樹（近畿大学 次世代基盤技術研究所
３Ｄ造形技術研究センター 教授）
サブプロジェクトリーダー
千葉 晶彦（東北大学 金属材料研究所 教授）
サブプロジェクトリーダー
岡根 利光（産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域
製造技術研究部門 デジタル成形プロセス研究グループ グループ長）
サブプロジェクトリーダー
橋谷 道明（技術研究組合 次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 部長）

技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構
研究開発項目②－１、－２
高速・高性能の３'プリンタの実用化開発
組合員

多田電機 株 本社・応用機工場（尼崎市）
株 東芝 生産技術センター（横浜市）
東芝機械 株 沼津本社
日本電子 株 本社・昭島製作所
古河電気工業 株 情報通信・エネルギー研究所（市原市）
本社（福井市）株 松浦機械製作所
三菱重工業 株 総合研究所 横浜地区

高砂地区
名古屋地区
三菱重工工作機械 株 本社（栗東市）

株 &＆*システムズ 東京本社
株 先端力学シミュレーション研究所

本社（和光市）

シーメット 株 本社（横浜市）
株 ニコン横浜製作所
富士通（株）富士通ソリューションスクエア（蒲田）研究開発項目③
金属等粉末製造技術及び粉末修飾技術の開発

研究開発項目④－２
鋳造用砂型３'プリンタの実用化開発

研究開発項目⑤
金属積層造形技術の実用化に向けた実証

組合員

組合員

組合員

山陽特殊製鋼 株
本社（姫路市）

シーメット 株 本社（横浜市）
群栄化学工業 株

技術開発研究所（名古屋市）

伊藤忠セラテック 株

宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター
株 ＩＨＩ 基盤技術研究所（横浜市）
川崎重工業 株 技術研究所（明石市）
金属技研 株 神奈川工場（海老名市）
株 コイワイ 本社（小田原市）
株 木村鋳造所

大同特殊鋼 株福田金属箔粉工業 株
本社・京都工場、滋賀工場

東洋アルミニウム 株

日野製造所、八尾製造所

本社・技術開発センター（高崎市）
本社（瀬戸市）先端プロセス技術センター（伊豆の国市）

コマツキャステックス 株 本社工場（氷見市）
株 小松製作所 生産技術開発センター（枚方市）
住友精密工業 株 本社・工場（尼崎市）
株 東芝 京浜事業所（横浜市）
帝人ナカシマメディカル 株 本社・工場（岡山市）
日産自動車 株 鶴見事業所
株 本田技術研究所 四輪5 'センター（栃木）三菱重工業 株名古屋誘導推進システム製作所本工場（小牧市）
名古屋航空宇宙システム製作所大江工場
矢崎総業 株 矢崎部品（株）裾野製作所内

トヨタ自動車 株

本社（豊田市）5◆プロジェクト予算

２．研究開発のマネジメント（２）研究開発計画の妥当性

次世代型産業用３Ｄプリンタの造形技術開発・実用化事業
経産省直執行⛣⟶

1('2事業［単位：百万円］

全期間共通になる部分委託（）年度 年度



年度



研究開発内容

年度

年度

年度

総額




内1('2プロண⟬㢠・基盤研究・装置共通課題・)6としてモニタリング技術

・各装置の実用化開発助成（補助率）年度 年度

年度

年度

年度

年度



総額













・ユーザー造形・実証・粉末製造、修飾技術

内1('2プロ


஦ᴗ㢠

計
年度 年度

年度

年度

年度

年度









３．研究開発成果（１）研究開発目標の達成度及び研究開発成果の意義

総額◆研究開発項目毎の目標と達成状況（１）◎大きく上回って達成、○達成、△一部達成、¼未達

研究開発項目項目①「基盤技術の
研究開発」

最終目標

成果

達成度

造形・材料データベースの構築とシミュ
レーション技術による最適な加工条件の導出（電子ビーム方式）

電子ビームでの課題である“スモーク現象”発生原因を解明し、粉末表面特性の改善により仮焼結温度を大幅に低下できた。また、造形条件におけるプロセスマップを機械学習法に依り短期間で作成することを可能にするとともに、最適な加工条件の導出を可能とした。

◎

造形・材料データベースの構築とシミュ
レーション技術による最適な加工条件の導出（レーザービーム方式）

溶融凝固現象の解明を行い、欠陥発生の原因を明らかにした。
新たな溶融凝固モデルを提案し、溶融凝固現象を再現することができ、最適な加工条件の導出が可能となった。新たに形状記
憶合金材料の1L7Lの造形・材料データベースを構築できた。

◎

積層造形速度：FFK以上

N:高出力電子銃を搭載した装置開発及び予熱と溶融時間の短縮により、FFKを達成。

△

項目② 
造形物の精度：¡P以下「複層電子ビーム方式の３Ｄプリンタ 技 複層造形技術の実用化
術開発 」
最大造形サイズ：㎜×㎜¼㎜以上

新たな電子銃と照射機構を開発することにより、¡Pを達成。

◎

複層粉末散布機構の開発を行い、複層造形品を造形し、達成。

〇

㎜×㎜×㎜の装置を台開発。

FFK達成には複数の電子銃の制御が必要。

〇

積層造形速度：FFK以上

大面積高速電子ビームコラムの開発及び放熱対策により、最大FFKを達成。

△

造形物の精度：¡P以下

大面積高速電子ビームコラムの高精度化により¡P 実測
値＋47μｍ）を達成。

〇

項目② 
「大型電子
最大造形サイズ：㎜×
ビーム方式の ㎜×㎜以上
３Ｄプリンタ技術開発 」

今後の課題と解決方法

大面積電子ビーム照射技術の開発及び粉末自動供給装置の開発により㎜×㎜×㎜サイズの装置を開発。
△

FFK達成には複数の電子銃の制御が必要。

㎜×㎜を可能にするためには偏向角を大幅に広げる電磁レンズが必要であるが、それを構成する大口径コアの国
内調達先が存在しないため海外を含めて調査。

6

３．研究開発成果（１）研究開発目標の達成度及び研究開発成果の意義◆研究開発項目毎の目標と達成状況（２）◎大きく上回って達成、○達成、△一部達成、¼未達

研究開発項目

最終目標

成果

達成度

積層造形速度：FFK以上

高性能ノズル・ヘッドの開発によりFFKを達成。

〇

造形物の精度：¡P以下

高性能ノズル・ヘッド及び軸&$0ソフトの開発により¡Pを達成。

〇

複層用ノズル及び複層用軸&$0ソフトの開発により複層造形
品を造形し、達成。

〇

㎜×㎜×㎜サイズの装置と併せてφ2000¼
㎜（+ サイズの大型装置開発を行い、達成。

◎

高性能ノズル及び機構の開発（高出力化：N:）によりFFKを達成〇

高性能ノズルの開発（高精度ノズル）及び造形プロセスの開発により¡P達成。モニタリング・フィードバック機能の開発により高品質化を達成。

◎

複層用ノズル及び機構及び複層用軸&$0ソフトの開発により
種類の自動車用等複層造形品を造形し、達成。

〇

項目② 
「複層レーザービーム方式の 複層造形技術の実用化
３Ｄプリンタ技術開発 」
最大造形サイズ：㎜×㎜¼㎜ 以上
積層造形速度：FFK以上
項目② 
造形物の精度：¡P以下「複層レーザビーム（マシニング）方式の３Ｄプリンタ 技 複層造形技術の実用化
術開発 」
最大造形サイズ：㎜×㎜¼㎜ 以上
積層造形速度：FFK以上
項目② 
「大型高速
造形物の精度：¡P以下
レーザビーム方式の３Ｄプリン 最大造形サイズ：㎜×
タ技術開発 」 ㎜×㎜ 以上

３．研究開発成果（１）研究開発目標の達成度及び研究開発成果の意義

㎜×㎜×+㎜サイズの実証用装置開発。

今後の課題と解決方法〇

レーザの高出力化（N:及びN:シングルモードファイバー
レーザの開発）及びマルチレーザ制御システムの開発により
FFKを達成。

△

高精度化のための&$0ソフトウェアの開発により¡Pを達成。

〇

㎜×㎜¼㎜サイズの装置を開発。

△

レーザの高出力化とマルチビーム（台）制御による検討実施。

PPサイズの実現には、レーザーのマルチビーム化と、それにともなう技術開発が必要。

◆研究開発項目毎の目標と達成状況（３）◎大きく上回って達成、○達成、△一部達成、¼未達

研究開発項目

最終目標

成果

達成度

新アトマイズ法によるチタン合金系などの高融点、高活性金属
粉末、高機能表面修飾技術による高機能銅粉末、遠心アトマイズ法によるアルミ合金粉末製造技術も開発し、真球形状の流動性に優れる製造技術を確立。また、解砕分散と遠心分離を組み合わせた高精度分級機構の開発し、サテライトのない球状を粉末を製造できるとともに、造形装置に相応しい粒度分布の粉末を提供できる技術を確立。

○

無機バインダー硬化システムの開発

無機バインダーをコーティングした砂と硬化剤のインクジェットとの組み合わせによる硬化システムを開発し、造形、鋳造を実施して性能を確認した。

○

高冷却性能を有する有機バインダーおよび鋳型砂の開発

固体硬化剤をコーティングした砂とバインダーのインクジェットとの組み合わせによる硬化システムを開発し、造形、鋳造を実施して性能を確認した。

○

リコーター、インクジェット描画の高速化技術を開発、それを搭載した積層造形装置を開発して、万FFKの速度を達成した。

○

最大造形サイズ：㎜×㎜×㎜以上㎜×㎜×㎜の造形エリアを搭載した積層造形装置を開発した。

◎

鋳型の製造コスト：円／㎏以下

材料のランニングコスト、装置の稼働コスト等を含めて円／㎏以下を達成した。

○

製品の特性と品質の安定性を評価することで量 ・５機種の開発装置により開発した粉末を用いて試験片を作製産技術として確立する
し、引張試験、疲労試験、破壊靭性試験を行った結果、引張
項目⑤
特性は溶製材に匹敵する特性が得られたが、疲労特性、破壊「金属積層造形
靭性特性については、+,3により溶製材に匹敵する特性が得ら
技術の実用化にれた。これらをデータベース化した。
向けた実証 」
・ユーザ造形により実用可能な製品を造形。

〇

真球形状で、高流動性と耐酸化性 を有する、
項目③
7L系、1L系、$O系、&X系、)H系の合金粉末。
「金属等粉末製 低コスト化試作。
造技術及び粉末修飾技術の開発」

項目④「鋳造用砂型３
積層造型速度：万FFK以上
Ｄプリンタの技術開発」

今後の課題と解決方法

7

３．研究開発成果（１）研究開発目標の達成度及び研究開発成果の意義◆各個別テーマの成果と意義 項目①「基盤技術の研究開発 ソフトウェア・0$066 」■ ソフトウェアおよびシミュレーション開発と達成状況

・目標： 開発した各装置をユーザが高効率で有効に活用可能とするために、パウダベッド用&$0ソフト及びデポジション用複層対応軸&$0ソフト、熱変形シミュレータ、材料・造形条件・品質データベースを統合化するソフトウェアを構築する。
・実施内容と成果 ： 各ソフトウェアを開発するとともに、開発装置及びソフトウェア間のインターフェースを開発し、新会社（株式会社金属積層造形サポートシステム（0$066））を核としたユーザーと開発メーカー・大学間でデータを共有するシステムを開発した。

75$)$0シーメット

ユーザー組合員・パウダーベッド用&$0ソフト開発
・統合ソフト開発

試作評価

近畿大学・東北大学

粉末メーカー・欠陥発生原因の解明・プロセスマップ・レシピ開発・材料データベース

・粉末開発

・粉末ﾃﾞｰﾀ ・造形条件 レシピ& *ｼｽﾃﾑｽﾞ

装置メーカー・デポジション用
軸&$0ソフト開発

・装置開発
・造形条件（レシピ）開発$6720

・熱変形シミュレーションソフト開発

・熱変形
シミュレーション・材料データ ・標準試験データ

富士通 三次元積層造形データベースの開発

新会社（0$066
３．研究開発成果（１）研究開発目標の達成度及び研究開発成果の意義

三次元積層造形データベース

データセンタで管理◆各個別テーマの成果と意義 項目⑤「金属積層造形技術の実用化に向けた実証」

開発目標

主な成果

１．実証装置２．実証件数３．評価項目・開発装置５機種全ての実証試験を実施
・目標１０件に対して１９件の検証を実施
・機械特性、部品精度、機能（冷却性能、回転試験）
等の評価を実施した。
機種

業界

造形部品名

目的

嵎␗崞␗ੌ়৩峕峲峵ৰ઒௬੼

複層電子ビーム方式の３Ｄプリンタ技術開発
日本電子

産業機械
自動車
産業機械

エンジン部品（図１）
熱交換フィン
高放熱部品

実機適用性の評価
熱交換性能の評価
複層部品造形の品質評価

大型電子ビーム方式の３Ｄプリンタ技術開発
多田電機）

エネルギー
航空機
産業機械

タービン翼部品 図２）
エンジン部品
タービン部品（図３）

造形安定性の評価
製造性に関する総合評価
実部品適用性評価

複層レーザービーム方式の３Ｄプリンタ技術開発（東芝機械）

航空機
エネルギー

エンジン部品
高温静止部品（図４）

適用性評価
製造性に関する総合評価

複層レーザービーム（マシニング）方式の３Ｄプリンタ技術開発
三菱重工工作機械）

産業機械
航空機
自動車
医療

動力伝達模擬部品 図５
ダクト模擬部品（図６）
トランスミッション部品
人工関節

複合加工性の評価
複雑形状部品の一体造形チタン合金の大気中造形
複層部品造形
粗面化

大型高速レーザービーム方式の３Ｄプリンタ技術開発（松浦機械製作所）

宇宙
航空機
自動車
自動車
航空機

エンジン部品（図７）
エンジン部品
シリンダヘッド（図８）
足回り部品（図９）エンジン部品

大型部品造形の品質評価
回転部品の実施適用性評価
大型部品の造形性評価
足回り部品の試作性評価
熱交換機部品の品質評価

海外製３Ｄプリンタ

$0試作
$0試作

テストピース
テストピース$0用金属粉末の再使用調査と再生の実証
造形物の品質保証の実証

㐀ᙧ㒊ရ
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8

◆成果の普及（１）（論文、研究発表）

３．研究開発成果（２）成果の普及


年度


年度


年度


年度


年度


年度

総計

論文















研究発表・講演















受賞実績















新聞・雑誌等への掲載















展示会への出展















※2019年月日現在

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３．研究開発成果（２）成果の普及◆知的財産権の確保に向けた取組（特許、標準化）
研究開発項目日本特許登録件数
米国特許，欧州特許

電子ビーム
パウダーベッドレーザ
パウダーベッドレーザ
デポジション
レーザ単体、
粉末，ソフト
砂型，砂材料


年度


年度


年度


年度

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

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年度

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年度
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計

総計

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