革新的ものづくりの実現をめざして-SIP革新的設計生産技術 5年間の成果と今後の展開-

平成３1年１月30日（水）内閣府 プログラムディレクター
佐々木 直哉1

Society5.0時代のものづくり（将来像）
サイバーとフィジカルを融合した、社会の様々なニーズにきめ細やかに対応可能なものづくり
フィジカル空間
企業・個人

製品
使用環境

サイバー空間【IoT】
センシングによる設計のためのデータ収集【モデル化技術】
データを利活用した、付加価値の高い製品の創出Society5.0を実現する
プラットフォームのイメージ

多様なニーズに対応した 【SIP革新的設計生産】
従来にない多様な材料で複雑な高付加価値製品
形状の迅速造形等を実現

本SIPの 高付加価値製品を実現するための、革新的な生産技術(3Dプリ位置づけ ンタ等)とそれを支援する設計技術の開発、産業界への普及展開

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革新的設計生産技術の概要
狙い

社会の多様なニーズに応じた高付加価値製品創生による産業競争力強化、地方創生

・新材料活用・迅速、高自由度試作
・高度、複雑な製造・加工

革新的生産・製造技術

・最適化手法(高付加価値構造)
・シミュレーション(製造効率向上)

ツール/技術
活用の場

本課題で注力する今後の成長産業

先端産業

ヘルスケア産業
医療福祉
機器、再生医療

設計支援
技術

市場
ユーザ、顧客革新的ものづくり＝
従来にない新機能、高性能など高付加価値製品を実現

ロボット、自動車、航空機産業などの部素材

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主要開発内容：革新的生産・製造技術の位置づけ■新しいアイデアを迅速に形にする技術は、新市場創生のドライブフォース■設計やデザイン(サイバー空間)の自由度を飛躍的に向上し、Society5.0時代のものづくりに寄与
製品機能性
高付加価値品

実用品

機能性付加技術

機能材料

表面処理

傾斜材料・異方性材料

チタン合金

耐熱合金

生体医療・航空機模型(ﾓｯｸｱｯﾌﾟ)

3D造形技術ナノ修飾材料

高強度
樹脂

柔らかい材料スーパー
エンプラ

ゲル、ラバー

生体医療・航空機・
介護ロボット・スポーツ

金属レーザーコーティング、セラミックスコーティング等

接着
異種材料の分子接合

セラミッ
クス

生体・航空機(鋳型)・
フィルタ

今後期待される技術領域(SIPの技術開発領域)

従来の技術領域金属

樹脂・高分子主要な工業材料

セラミックス4

国際競争力：グローバルベンチマーク■ものづくり分野の国際動向と本課題の狙い
従来にない新機能、高性能など高付加価値製品を実現する革新的ものづくり（デライトなものづくり）をめざし、革新的製造技術に加え、ものづくりの上流である設計についても重きを置いた、ものづくりの上流から下流までをカバーする研究開発
バリュー
チェイン

企画

設計

調達・製造

検査・品証

販売・据付

保守・運用

■3D造形の国際動向と本課題の特長
柔らかいゲルやラバーなどの素材の3D造形に基づく高付加価値化に取り組む
製品
機能性

高付加価値品
実用品

機能材料

傾斜/異方性材料

チタン合金

耐熱合金

ラバー

模型
ﾓｯｸｱｯﾌﾟ金属

樹脂・高分子主要な工業材料

世界初、加硫ラバー材料の3Dプリンティング

ナノ修飾材料柔らか
高強度 い材料 セラミッ
クス
ゲル、樹脂
ｽｰﾊﾟｰｴﾝﾌﾟﾗ

世界初、高強度ゲル材料の３Dプリンティング

グローバルNo1技術
世界初、セラミックスのレーザー直接造形

世界初、マルチビーム式直噴型レーザーコーティング

セラミックス5

成長産業分野への貢献ヘルスケア産業への貢献
眼内レンズ

先端産業（自動車等）への貢献

義歯

熱制御デバイス

自動車用コネクタ
指モデル

人工血管作製用ニードルアレイ
ピストン

人工関節

1 mm

義足

熱交換器
異方性・高機能
カスタムインプラント

3D造形技術(ソフトマター、異方性等)

超高速・高性能
通信モジュール

機能性付加技術(機能性サーフェス)

設計支援技術6主な開発ツール／技術
設計ツールや新たな生産・製造技術/ツール 計30 件を産業界に提供
200×200×40mm

ゲル3Dプリンティング
システム
樹脂モデル

光硬化性樹脂5μm

半導体レーザ

高精細・微細3D造形

加硫ゴム

UV架橋ゴムポリウレタン

ラバー3Dプリンタ

マルチマテリアル
造形

トラス構造
ステージモデル

セラミックス3D造形

ハイブリッドセラミック 異種材料化学接着
コーティング

3D造形（13件）

スーパーエンプラ
3Dプリンタ

機能性付加
複合粒子製造システム

異方性材料
3D造形

（7件）

レーザーコーティング

高摺動表面処理（スーパーメタル）設計支援（10件）
個人適合設計ツール

義足CADツールトポロジー最適化

レーザー加工
シミュレーション

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高付加価値なものづくりを実現する製造技術の開発と実用化
やわらか、テーラーメイドものづくりに向けた新しい材料の3D造形技術
世界初

事業化予定

世界初

高強度ゲル材料の３Dプリンティング

加硫ラバー材料の3Dプリンティング

人に安全で丈夫なゲルの複雑迅速造形

弾力性の高い天然ゴムの型レス複雑造形

含水率：90%
破断応力：10-40MPa

ディライトマター社が造形サービスを展開(2016年～)

神戸工業試験場が製品化予定

事業化予定

スーパーエンプラ(PEEK)の低コスト3D造形

金属結晶の異方性制御による高機能3D造形

未固化材料の再利用が可能。材料費1/5～1/20

レーザー走査パターンの工夫により、部位毎に弾性率を制御

アスペクト社が製品化予定

獣医療コンソーシアムで普及展開(2017年～)

8高付加価値なものづくりを実現する製造技術の開発と実用化
新しい製造プロセスや超微細、新機能など高付加価値な3D造形技術
世界初

セラミックスのレーザー直接造形

レーザー直接還元描画装置

電気炉不要、レーザーでセラミックスを焼き上げる“夢の製造技術”

大気中で樹脂上に銅などの金属を直接描画

一分間のレーザー照射で透明アルミナ焼結体
ミリオーダーの単結晶からなる透明焼結体

JFCCが企業との共研で普及展開

1.5 mm名古屋大・長岡技科大が企業との共研で普及展開
事業化予定

高精細・微細3D造形技術

複合粒子製造システム

サブμmからｍｍまでの加工線幅を備えた3D造形プラットフォーム

複数種の粒子を究極混合したナノ複合粒子からなる材料粉末生成
母材粒子

普及機(神奈川県立産業技術総合技術研究所：KISTEC設置)

活用の場:KISTECのFabLab βでオープン利用可

ナノ粒子

ナノ複合粒子活用の場：豊橋技科大、岐阜セラ研で普及展開

9高付加価値なものづくりを実現する製造技術の開発と実用化
高機能コーティング・接着などの機能性付加技術
世界初

事業化予定

マルチビーム式直噴型レーザーコーティング

分子接合技術青色レーザーにより、従来難しかった純銅の被膜を実現

分子の化学結合により従来できなかった異種材料を接合

樹脂-金属接合「高気密コネクター」

漆-金属接合「タンブラー」

村谷機械製作所が製品化予定(2019年4月)

活用の場：岩手大/岩手県工技セが普及展開

ハイブリッドセラミックコーティング技術

スーパーメタル化技術

相手を選ばず表面を高硬度に高速セラミックコーティング

オリジナル表面処理により安価な市場流通材を高機能化
高耐食化

浸硫窒化後に繰り返し窒化を実施

SUS材への窒素熱処理 ナノダイヤモンドを分散させためっき

金型磨耗が改善

活用の場：産総研つくばが普及展開

高摺動化

高耐摩耗化

炭素セパレータと同等の高耐食性

クロムフリーで耐摩耗性はクロムめっきの2倍以上

長岡技科大が新潟の公設試と連携し普及展開

10高付加価値なものづくりを実現する設計支援技術の開発と実用化製造技術と連携したテーラーメイドものづくりツールや最適設計ツール
事業化予定

スーパーエンプラ３Dプリンタと連携

義足ソケット用CADシステム

・技能者の作業時間を1/3~1/4に削減できる、ベテラン装具士のノウハウを組み込んだ、新たなテーラーメイドCADシステム。
東京パラでの実走入賞を３Dプリンタと連携事業化予定

形状構想設計システム(トポロジー最適化)

・軽量高剛性の部品形状案を自動生成できる、世界トップレベルの最適設計システム

一部機能は2018/4に製品化済めざし、東大で継続改良

競技用義足

エリジオン社が事業化予定

くいんと社が製品化予定

ラバー３Dプリンタと連携

レーザーコーティングと連携

個人適応設計支援ツール（シューズの例）

・スマートフォンを用いて、個人に最適化されたシューズの設計を行う新たなコンセプトのテーラーメイド設計ツール
寸法測定
スマホ写真から足寸法計測

可視化

レーザーコーティングシミュレーションソフト
・レーザー照射から溶融・凝固過程までの複雑物理を一気通貫評価する世界トップレベルの実用的シミュレーションソフト

ストア

足モデルや筋骨格表示 「嗜好や用途」「足形」「走行タイプ」等から最適なシューズをナビゲート
デジタル
デジタルソール設計

レーザー照射条件最適化

ヒューマンDB

デジタル足モデル
スマートファクトリ

スマホに価格、納期を連絡

活用の場：兵庫県立工業技術センターが普及展開(条件空間の可視化)

原研がクラウド計算環境を提供

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SIP終了後の維持継続に向けた取り組み
SIP終了後も継続可能な活用の場 8拠点を開設
ゲル3Dプリンティングシステム

岩手大学/
岩手県工業技術センター

レーザーコーティング装置
石川県工業試験場

異種材料化学接着技術

山形大学/(株)ディライトマター
ハイブリッドセラミックコーティング技術

ラバー用３Dプリンタ装置、材料

産業技術
総合研究所
つくばセンター

兵庫県立工業技術センター

トポロジー最適化
大阪産業技術研究所

機能修飾複合粒子
製造システム豊橋技科大学/岐阜県セラミックス研究所

高精細・微細3D造形装置
横浜国立大学/
神奈川県立
産業技術
総合研究所
3D造形技術
機能性付加技術
設計支援技術12

SIP終了時の実用化に向けた普及展開の仕組み
ワンストップでSIPの成果であるツール/技術や活用の場の情報に到達できるWebポータルを構築。H30/6に第一版を公開。英語版も追加。
①ツール/技術の情報

Webポータル
トップページ②活用の場の情報④ニーズシーズマッチング③イノベーションスタイル

http://www.sip-monozukuri.jp/ 13

SIP終了時の実用化に向けた普及展開の仕組み
国内・海外の企業が、SIP成果(ツール/技術、活用の場)にワンストップでアクセス可能なSIPものづくりネットワークにより、高付加価値製品の創出をめざす産業界に、強いツールや技術を提供する
地方創生

SIPものづくりネットワーク
SIP成果（ツール/技術）

ワンストップ窓口 3D造形技術 機能性付加技術 設計支援技術(WEBポータル) スーパーエンプラ ハイブリッドセラミック トポロジー最適化
国内企業

データ
利活用

海外企業

用3Dプリンタ

コーティング技術

ラバー用
3Dプリンタスーパーメタル化
技術

個人適応設計ツール

ゲル3Dプリンティ
ングシステム

異種材料化学
接着技術

ﾚｰｻﾞｰｺｰﾃｨﾝｸﾞ
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

ツール/技術活用の場

ヘルスケア産業

高付加価値製品
先端産業

イノベーション
スタイル
産業競争力強化14

普及展開に向けたPR
やわらか3Dものづくりアイデアソン開催
SIP成果の普及展開に向けたPRとして、SIP設計生産の特長の一つであるやわらか素材(ゲル、ラバー)の３Dプリンティングを対象とし、これを使った製品やサービスのアイデアを創出
日時：H30年11月23日

西日本大会 場所：立命館大学いばらき
フューチャープラザ

学生、社会人、一般の方まで様々な方が参加

東日本大会

日時：H30年12月9日
場所：山形大学工学部

Nanotech2019メインステージで優秀作品を表彰（本日13:00~）

155年間を通して取り組んできた技術の実用化、事業化のアプローチ
イノベーション
スタイル

多様なユーザとのプロトタイピングによる、基礎から応用まで一気通貫した技術実用化の推進プロセス✔ プロトタイプ段階での大学の先端技術(基礎)の発信、試行✔ 多様なユーザ(SIP内や外部企業)とのコラボレーション✔ テストユースと新ニーズ発掘の繰り返しによる、研究者の意識改革と新たな革新技術の創生✔ テーマ間の連携、情報共有による新たな気づき

この領域は様々な技術や方法の連携で成立するもので、府省間のはざま、境界、融合領域であり、SIPならではのアプローチにより実践、実現が可能✓ よりよい成果への効率的なブラッシュアップ✓ 潜在的で気づかなかった、複合加工機
より高付加価値なニーズの発掘 ヤマザキマザック株式会社
へのレーザーコーティングヘッド搭載

高効率冷熱デバイスの事業化検討(1年前倒し）

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イノベーションスタイル実現に向けた研究チーム体制構築
産学官の連携チーム体制による技術の実用化、普及展開推進✔ 技術の社会実装に必要な府省間のはざま、境界、融合領域を進めるために、テストユース推進が可能な産学官に跨る複数の機関を必ず含む体制をとった✔ 出口の一つとして地方創生を意識し、大学でのツール/技術開発、地域公設試へのツール/技術設置と企業への普及展開という実用化シナリオを推進した
産企業

官

公設試

ﾍﾞﾝ
ﾁｬｰ

官庁

大学

大学

学

国研

シーズ
技術

テス
トユース
／Ｂ
Ｕ

国研

産学官の機関

普及展
開

設
置企業
販
売

ﾍﾞﾝﾁｬｰ

公設試

場
提供

SIP外
地方、中小・中堅企業等

ファンディング官庁

発掘した文科省関連と経産省関連のテーマをSIPで効果的に繋ぐようにし、新しい連携のモデルを試みた。今後はこれが契機となって府省連携が一層進展することを期待する。

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本日のプログラム
10:30～

開会のご挨拶
黒田 亮 内閣府 大臣官房審議官（科学技術・イノベーション担当）

10:40～

革新的ものづくりをめざして –SIP革新的設計生産技術 5年間の成果と今後の展開－
佐々木 直哉 内閣府 プログラムディレクター
研究成果報告［1］11:00～「トポロジー最適化に基づく高機能デバイス設計法と形状構想設計システムの開発」「次世代モノづくりのための粉末設計」「超3D造形技術プラットフォームの開発と高付加価値製品の創出」「イノベーションソサエティを活用した中部発革新的機器製造技術の研究開発」
昼食休憩

13:00～13:45 nanotech2019 メインシアターイベント
研究成果報告［2］14:00～「分子接合技術による革新的ものづくり製造技術の研究開発」「高付加価値セラミックス造形技術の開発」「3Dゲルプリンティングでやわらかものづくり革命を！」「高付加価値設計・製造を実現するレーザーコーティング技術の研究開発」
休憩
研究成果報告［3］15:30～

16:42～「市販流通材のスーパーメタル化開発」「三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の構築と地域実証」「Additive Manufacturingを核とした新しいモノづくり創出」「リアクティブ3Dプリンタによるテーラーメイドラバー製品の設計生産と社会経済的な価値共創に関する研究開発」
閉会のご挨拶
今井 淳 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 理事

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同時開催 nanotech2019での展示

SIP革新的設計生産ブース

6N-07

東5ホール東6ホール

Society5.0時代を実現する革新的ものづくり
・成果(製造装置、設計ツール）のデモ展示
・成果を活用したテストユース
事例の展示

メインシアター イベント
1/30（水） 13:00-13:45
・東大生研 山中教授、佐々木PDの特別対談「3D造形、デザインとAIが奏でる、新しいものづくり」
・やわらか３Dアイデアソン優秀作品
授賞式

出入口

出入口

ぜひ足をお運びください
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END

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