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
発表者：貝原俊也（神戸大学）
研究テーマ責任者：貝原俊也（神戸大学）
参画機関：
委託先：国立大学法人神戸大学、兵庫県立工業技術センター
国立開発法人産業技術総合研究所、（株）アシックス、（株）神戸工業試験場、住友ゴム工業（株）、バンドー化学（株）
再委託先：天満サブ化工（株）、シバタ工業（株）

革新的設計生産技術における位置づけ
多様なニーズに応じた設計に対応できる、複雑な形状や、多様な材料を用いて従来にない機能を実現する生産技術が重要
3D造形技術製品機能性

機能性付加技術
ナノ修飾材料

傾斜材料・異方性材料
高付加価値品

実用品

超マイクロ造形

チタン合金

超耐熱合金

スーパ
エンプラ

ソフト
マター系
ゲル、ラバー

生体医療・航空機

生体医療・航空機・
介護ロボット・スポーツ

模型(ﾓｯｸｱｯﾌﾟ)

高精度造形・直接造形

超低密度
高強度
セラミックス

表面処理

セラミックスコーティング、金属コーティング等

異種材料の分子接合

今後期待される技術領域(SIPの技術開発領域)

生体・航空機(鋳型)・
フィルタ

従来の技術領域
金属樹脂・高分子材料

セラミック
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目次

１．背景
２．目標
３．実施内容のアピールポイント
４．研究開発成果
５．社会実装に向けての提案
６．まとめ

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研究背景
【背景(課題)】地域企業や個人のアイデア・ノウハウを活かし，時間的・空間的制約を打破する新たなものづくりスタイルの確立，および企業・個人ユーザニーズに迅速に応える高付加価値な製品設計・製造を可能とする産業・地域の競争力強化が今後のものづくりにおける重要課
題【目的】
神戸の代表的地場産業であるシューズを先行開発対象とし，ラバーを材料とする世界初のリアクティブ3Dプリンタ技術開発によるテーラーメイドの価値共創ものづくりを目指す．
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目 標
シューズに限らず地域資源であるラバー材料を活用する下記開発技術を価値共創
プラットフォームで地域企業に提供し、地域創生に貢献する■システム関連技術
・デジタルヒューマン工学とスマートファクトリに基づく個人適応設計⇒ 足から他の人体部位への展開■3Dプリンタにおける素材・マシン関連技術
・ポリウレタン造形用３Ｄプリンタ装置及び専用ポリウレタン系材料の設計開発
・UV架橋ゴム用３Dプリンタ装置及び専用ゴム材料の開発
・加硫ゴム用３Dプリンタ装置及び専用加硫ゴムの開発⇒ シューズから他製品への展開■場の提供：価値共創プラットフォーム（兵庫県工技センター内に2017年9月4日開設）⇒ SIP開発技術の社会実装の場とし、地域経済活性化に貢献■その他：神戸大学３Dスマートものづくり研究センター⇒ 世界最先端の革新的設計生産技術の研究開発拠点として地域に貢献
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実施内容のアピールポイント(1)アピールポイント神戸の代表的地場産業であるシューズ及び地域資源であるラバーを取り上げ、ラバー材料を使える世界初の3Dプリンタを開発し、テーラーメイドの革新的価値共創ものづくりを目指している．
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実施内容のアピールポイント(2)アピールポイント・ゴムライクな素材での発表はあるが，ラバー素材を用いた3D造形の発表は見当たらない・シューズに求められる素材特性は，ラバーのみ実現可能である・テーラーメイド生産を目指すIoTを活用したスマートものづくりの方法論を提案している

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研究開発成果(1)：ラバー３DP(素材・マシン)関連技術■研究開発内容■代表的な成果

3Dプリンタ用専用材料（ポリウレタン系ラバー、UV架橋ラバー、加硫ラバー）及びそれぞれに対応する3方式の3Ｄプリンタマ
シンを開発・設計・製作

3種類(インナー、ミッド、アウターソール用)の各材料に対応した3方式のプロト機を開発・試作・改良中■ＳＩＰ終了時に目指す成果
リアクティブ３Dプリンタマシン及び専用材料の実用化・事業化を目指す。

インナーソール用

3DP
造形

ミッドソール用

アウターソール用

シューズ
試作

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研究開発成果(2)：スマートサービスシステム関連技術■研究開発内容■代表的な成果「共創」、すなわちスマートフォンアプリを活用してユーザに適合した製品を共に作る
仕組みを開発足計測アプリで得られたデータから、従来の３D足モデル生成に加え、MP関節位置座標と踵骨座標を自動割り出しし、シューズの屈曲ラインと衝撃吸収材の取り付け位置座標をスマートフォンに表示する機能を開発

IoT環境下にて，ユーザとのインタラクションを通じ，クラウド上に存在するデジタル足モデル・デジタルファクトリ(スマートファクトリ)との連携によるCPS型のものづくり■ＳＩＰ終了時に目指す成果
ユーザに適したシューズデザインや走行に関するアドバイス提供など、スマート社会にふさわしいモノとコトのサービスシステムを構
築8

研究開発成果(3)：テーラーメイドシューズ■研究開発内容
人体デジタルモデルを応用したソール設計システムの確立、及び実走検証■代表的な成果

踵接地、プロネータタイプのランナー用シューズ試作
C45
C55 C65■ＳＩＰ終了時に目指す成果
セルフ足型測定システムと有限要素法を用いたソール設計システムの運用テスト及び最終材料仕様での実走テストの実施

・踵部にクッション性を考慮し、ソフトタイプ材料（青色の材料）を配置。
・内側に過度な回内を防ぐためにハードタイプ材料（赤色の材料）を配置
オーバー
プロネーター

神戸マラソン（11/19開催予定）にて試作シューズの耐久性を確認予定
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研究開発成果(4)：価値共創の社会実装場の提供■研究開発内容
開発したツールを活用するための価値共創プラットフォームを構築し、企業とユーザとが共創するデライトな製品開発を支援■現在までのＰＲ・活用状況
7月24日 兵庫県知事 記者発表
7月25日 神戸新聞 掲載
7月26日 新聞を見ての問い合わせ
7月31日 新聞を見ての問い合わせ
8月8日 開設前の価値共創プラットフォームでの見学
8月23日 シンポジウムでの見学
8月29日 見学
8月30日 ゴムタイムス 取材
9月4日 公式オープン
9月4日 打合せおよび持ち込み材料でのサンプル試作
9月20日 HPを見ての問い合わせ／見学・打合へ■ＳＩＰ終了時に目指す成果
価値共創プラットフォームでプロジェクト外部の企業がツールを活用した製品開発を支援

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社会実装に向けて
3Dプリンター及び専用ゴム材料

個人適応設計ツール

下記体制で3DPマシン及び専用材料を開発し、実用化・事業化を目指す。

デジタルヒューマン工学とスマートファクトリに基づく個人適応設計ツールを開発し、足から他の人体部位への展開を図る。

■3DPマシンの開発
３Dプリンター及び専用ゴム材料の実用
神戸工業試験場
化・事業化■専用ゴム材料の開発
バンドー化学、住友ゴム工業、天満サブ化工、シバタ工業■技術支援
神戸大学、兵庫県立工業技術センター■スマートフォンアプリの開発
ゴム材料の実用化・事業化
兵庫県立工業技術センター■運動・感覚データベースの蓄積
産業総合研究所■システム統合神戸大学- 兵庫県立工業技術センター内に開設した価値共創プラットフォームで地元企業に開発技術を提供し、テストユース等を通じて地方創生に貢献- 世界最先端の革新的設計生産技術の研究開発拠点として神戸大学３Dスマート
ものづくり研究センターを運用・展開

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他のラバー製品への応用展開
身体形態因子で個人適合が可能

身体運動因子で個人適合が可能
スポーツ用品IoV
SUMITOMORUBBER

ASICS

シューズ
ビークルグリップ：30億円
ウォーキングシューズ：40億円
インソール：52億円
サポーター：230億円
KAWAMURA CYECLE

ランニングシューズ：230億円

FUJI
パンプス：40億円

介護用品：390億円

建築

介護・医療

GLOVE

KAWASAKIHEAVY
INDUSTRY

建築用ガスケット：2億円
現場加工用パッキン：22億円

リアクティブ３Ｄプリンタ

YASOJIMA PROCEEDKOBENABTESCO
手術シミュレーター：50億円

DAIHEN

KOBE

パワーアシスト工具＊赤ローマ字は兵庫県に本社か開発拠点がある企業

KAWABESEIMITU