3D printers in TTDF

環境・社会理工学院 融合理工学系
- エンジニアリングデザイン(ESD)
工学院 機械系 - ESD & 機械

環境・社会理工学院
イノベーション科学系/技術経営専門職学位課程

応用力学×共創デザイン=革新的体験?!


大学院入学希望者の皆様へ

現在,研究室見学は休止しています.
入学希望者には,Zoom等で対応します.
因幡までメールにてご相談ください.
(連絡先は,ページ最下部を参照.留学生は,
GPA(4点満点)や文科省の成績評価係数
(3点満点)をお知らせいただくと返信の
可能性が増えます.)

下記の大学院説明会に参加を予定しています.
(リンクをはれないので,東工大トップページから
「大学院で学びたい方」→「大学院説明会に参加する」
で説明会の詳細を確認してください.)

2021年
(終了)3月2日(火)14:00~融合理工学系入試説明会
(終了)4月3日(土)11:00~技術経営専門職学位課程入試説明会
(終了)5月15日(土)16:20~ESDコース入試説明会
(終了)5月16日(日)14:00~融合理工学系入試説明会
(系に関係なく,研究室の方向性と,ご自身の関心・
進路希望に沿って相談したいと思います.随時Zoom
による面談を実施します.お気軽にご連絡ください.)

融合理工学系では,研究生受入れは推奨されて
いません.大学院の入学試験を受験して,
修士および博士課程への入学をご検討ください.


研究室の紹介

私達は, エンジニアリング・デザイン機械工学
マルチフィジックスを核とした研究を行っています.

共創スペース「東工大デザイン工房」の運用と,
デザイン思考を活用したエンジニアリング・デザイン
による「こと・ものつくり」を行っています.

自動車・航空機・プラントなどの大きな機械・構造物
から,ドリンクサーバ点鼻容器などの小さな機器を
研究対象としています.

research

エンジニアリング(機械工学),デザイン(デザイン
思考),ビジネス(産学連携,共創スペース)の研究
を通じて革新的体験の創造(こと・ものつくり)を
目指しています.

major

研究室には,工学院機械系(機械コース・ESDコース),
環境・社会理工学院融合理工学系(ESDコース)
の学生が所属しています.

融合理工学系が主担当のため,融合理工学系ESD
コースで学びたい学生を一番に求めますが,
副担当の工学院機械系と技術経営専門職学位課程
の学生も強く求めています.


スタッフ

因幡 和晃(准教授)

Inaba

2005年 慶應義塾大学大学院 博士(工学)取得
2005年 東京理科大学助手
2007年 カリフォルニア工科大学博士研究員
2009年 東京工業大学助教,2010年同准教授

専門は,機械工学(材料力学,流体力学,計算工学),
エンジニアリングデザイン.

2014-2016年 文科省EDGE(東工大CBEC),
2014-2016年 内閣府SIP革新的設計生産技術
(東工大SIP)に中心メンバーの1人として参加.

こと・ものつくりスペース「東工大デザイン工房」運営,
デザイン思考をベースとした産学連携型の製品・サービス
開発授業「エンジニアリングデザインプロジェクト」担当.


Mehrdad Sadeghzadeh Nazari(GSEP特任講師)

Mehr

2017年 東京大学大学院 博士(工学)取得
2017年 東京大学博士研究員
2018年 株式会社翔設計耐震設計
2019年 東京工業大学特任講師

専門は,土木工学(構造動力学).
耐震構造・非構造部材制御,マスダンパーや免震.



研究内容

エンジニアリング・デザイン

東工大デザイン工房(石川台5号館3階)

東工大デザイン工房は,学生/研究者/社会人,ユーザ/デザイナ/技術者/
経営者など様々な人が互いの境界を乗り越えて,こと・ものを共創する場所です.

私達の研究室では,デザイン工房にある機器の管理・運用に携わるとともに,
工房の3Dプリンターなどを用いた研究を行っています.また,デザイン工房
を活用した産学連携プロジェクトを実施しています. 

・3Dプリンタを活用した形状記憶プラスチックの研究

2種類のフィラメントで造形できる3Dプリンターを用いると,形状記憶
プラスチック(SMP)とABSなどの一般的なプラスチックを組み合わせた構造
を造形できます.加熱しながら荷重を加えてひずみを生じさせた後で除荷・冷却
すると,再度熱を加えることで変形する構造体(時間軸を考慮できるため
4次元プリンターとも呼ばれる)を造形できます.

造形物の熱の履歴を確認しながら,構造中のSMP層の厚さを変化させることで,
再加熱時の変形を制御する研究を行っています.
 

産学連携プロジェクト

東工大デザイン工房には,ユーザーと共創するCoLab,アイデアからものを
創るFabLab,創出した価値を可視化・定量化するExpLab,そして,新たな
価値をビジネスへとつなぐBizLabの4つのバーチャルなラボが存在しています.

3Dプリンターなどがハードとしての工房の機能ならば,上記4つのラボは,
工房がイノベーションの拠点となるためのソフトの機能になります.

私達の研究室では,4つのラボで活用可能な手法の開発・実証を行いつつ,
産業界と協力して,研究開発プロジェクトを実施しています.

・新しい点鼻体験を実現するための容器開発

花粉症などによる鼻の内側の粘膜に薬剤を届けるため,点鼻容器による
薬剤の噴霧が行われています.現在は,トルネード式と呼ばれる,
薬剤が噴出する際に,回転の遠心力で微粒化されるタイプが主に
用いられています.

この産学連携プロジェクトでは,上記の既存の容器における点鼻体験を
分析し,新たな点鼻体験をデザインするとともに,その点鼻体験に必要な
要素技術を開発し,特許を出願しました.(特開2019-150356)


機械工学(材料力学,流体力学,計算工学,衝撃工学)

私たちの研究室では,機械4力(材料力学,流体力学,熱力学,機械力学)
の中で材料力学と流体力学を中心として,ときに熱力学や機械力学も用い
ながら現象解明や新しい機械・構造物の創出を目指して研究を行っています.

・ 自動車の衝撃吸収部材:

impact load history

自動車バンパーの直後に,クラッシュボックスと呼ばれる
事故時のエネルギーを吸収するための部材が使われています.
できるだけ多くのエネルギーを吸収しつつ乗員保護のため
荷重変動を少なくするための技術開発を行っています.

・ キャビテーション壊食:

流体ポンプの内側は,圧力変動の結果生じた気泡がつぶれる際の
衝撃荷重でたこ壺状に多数の穴が開きます.複合材料などで凹凸
を被覆することで延命化が期待されていますが,どのような原因
で損傷が生じるかといったメカニズムの解明に向けた研究を行って
います.


マルチフィジックス(流体ー構造連成,混相流)

様々な力学や現象が相互に影響を及ぼす現象をマルチフィジックス
現象と呼びます.例えば,風車が風の力を受けて風車が回ることで
空気の流れが変化する現象が考えられます.

・水撃作用(ウォーターハンマ) 

流体と構造が連成する流体-構造連成問題に着目した研究を数多く
行っています.流体が流れる配管において,管内を伝播する圧力波
と管を伝わる応力波とが互いに連成しながら伝播する水撃作用は,
管の損傷や寿命低下を引き起こすため,工学的に重要な問題です.

配管は複雑に入り組み,また長さも長いため,健全性を評価する
ため多くの時間とコストがかかります.私たちの研究室では,
物理現象の解明に加え,低コストな検査方法を検討しています.

water hammer experiments

自由落下による水撃現象実験装置の概観(通常は,数10~数100 m
の管を用いて行う実験を,先頭波面のダイナミクスを解明するため,
非常に短い管を用いた実験,数値解析を行っています.)

管内では,引張波が伝播することで,水が引きちぎられて
キャビテーション気泡が生成します.この気泡が崩壊する際に,
非常に高い圧力が発生し,管に大きな衝撃荷重が作用します.
このような状況における気泡生成のメカニズムは通常の気泡生成
メカニズムとは異なるため,固体と液体の界面近傍における現象
を連成の観点から詳しく研究しています.


産業界の皆様へ

東工大デザイン工房のミッションは,以下の2つです.

世界を還流する理工学分野の知と人材のハブ:
専門,文化,性別の違いなどを乗り越え,多様な
価値観を許容して協力し,チームとして活動できる
人材を,こと・ものつくりの実践を通して育成する.

こと・ものつくりイノベーションの拠点:
ユーザ/デザイナ/技術者/経営者が、強みを活かし
ながら協業し、迅速に製品・サービスイメージの試作
を繰り返し、デライト製品を創出する仕組みを構築する.

東工大デザイン工房を活用した産学連携に関心のある方は,
お問い合わせ先(因幡)までご連絡ください.

学術指導や共同研究など様々な協力方法を提案いたします.


研究室所在地

〒152-8550
東京都目黒区大岡山2-12-1

アクセスマップ(東工大のページが開きます)

因幡 和晃 准教授 石川台6号館 2階 206号室
Mehrdad 特任講師 石川台6号館 2階 206号室
学生居室 石川台6号館 2階 209号室


ホームページに関するお問い合わせ等:
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