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モノの機能を自在に設計可能な社会を実現する

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Nature Architectsはメタマテリアルを活用して振動・熱伝導・変形・軽量化などの様々な物理的機能を製品に組み込む形状設計ソリューションをメーカー企業向けに提供しています。

メタマテリアル*1とは、人工的に設計された幾何構造によって、樹脂や金属など材料が持つ物理的機能を超えた機能を実現する構造物の総称です。メタマテリアルを適切に活用することで、射出成型や金属加工など従来の製造手法のまま、従来は不可能と思われていた高度な物理的機能を実現することが可能になります。さらにメタマテリアルを用いることで、従来は機械部品の組立てや異素材を複合させて実現していた精密な動きや柔軟性を、組立て無しの一体構造で生み出すことができます。

このようにメタマテリアルを活用すれば組立て部品数を増やすことなく新たに物理的機能を製品に組み込むことができます。さらに、軽量化と剛性などトレードオフとなっている複数の設計要件を従来手法を超えて両立する設計を可能にします。

こうしたメタマテリアルの設計は、弊社独自の設計技術である Direct Functional Modeling™️(DFM)によって支えられています。DFMは目的の物理的機能から適切なメタマテリアル構造を瞬時に生成し製品に組込む設計を実現します。DFMの適用範囲は、ロボティクス、自動車、航空宇宙など動きを明示的に扱う最終製品はもとより、レバー、スイッチ、ファン、バネなどの部材も対象となります。

Nature ArchitectsはDFMを活用することで、変形、柔軟性、振動吸収性、熱伝導性をはじめとする様々な物理的機能を製品に組込み、付加価値を大幅に高めた新製品をクライアント企業と共同で開発します。

(*1:可動部などの機構的な動きを弾性変形によって生み出す構造(コンプライアントメカニズム)も含む)
(*2:弊社ではプレス加工や射出成形などの量産に適した製造手法に対応した形状を主に扱います)

Nature Architects provides shape design solutions for manufacturers to incorporate various physical functions such as vibration, heat conduction, deformation, and weight reduction into their products by utilizing metamaterials.

Metamaterials *1 is a generic term for structures that realize functions beyond the physical functions of natural materials such as resins and metals through artificially designed geometric structures. Appropriate use of metamaterials will make it possible to achieve advanced physical functions that were previously thought impossible to achieve using conventional manufacturing methods such as injection molding and metal processing. In addition, metamaterials can be used to create precision movements and flexibility in a single structure without assembly, which has conventionally been achieved by assembling mechanical parts or combining different materials.

In this way, metamaterials can be used to incorporate new physical functions into products without increasing the number of assembled parts. In addition, metamaterials enable designs that go beyond conventional methods to balance multiple trade-offs in design requirements, such as weight reduction and rigidity.

The design of these metamaterials is supported by our proprietary design technology, Direct Functional Modeling™️ (DFM), which enables the instantaneous generation of the appropriate metamaterial structure from the desired physical function and its incorporation into the product. DFM applies to end products that explicitly deal with motion, such as robotics, automotive, and aerospace, as well as components such as levers, switches, fans, and springs.

By using DFM, Nature Architects can incorporate various physical functions such as deformation, flexibility, vibration absorption, and thermal conductivity into products, and develop new products with greatly increased added value in collaboration with clients.

(*1: This includes structures that generate mechanical movement, such as moving parts, through elastic deformation (compliant mechanisms)).
(*2: We mainly deal with shapes that are compatible with manufacturing methods suitable for mass production, such as press working and injection molding).

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SOLUTIONS & SURVICES
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DFM Design Solutionsとは
DFM Design Solutions

DFM Design SolutionsはNature Architectsが提供する設計ソリューション群の総称です。弊社独自の設計アルゴリズムDirect Functional Modeling™️を用いて、
・振動制御
・振動伝達
・一体構造による変形制御
・熱交換の制御
など様々な物理機能を実現する形状を設計します。

これら以外にも、形状と物理機能が密接に関係する難易度の高い設計を実現することができます。例えば、部材の軽量化と支持剛性の担保は、一般的に一方の性能を向上させれば他方が損なわれれるトレードオフ関係にあります。こうしたトレードオフの限界を拡張するために、当社ではメタマテリアルやコンプライアントメカニズム等の構造設計の知見やそれらを適切に設計するための革新的な情報環境を構築しました。

こうしたアセットを社内で運用しプロジェクト毎にカスタマイズすることで、従来技術では膨大な試行錯誤が必要であったトレードオフを含む困難な設計課題に対してソリューションを提供します。弊社と共同で設計を行うことで、
・従来の製品を超える機能の可能性探索
・設計のデジタル化による設計工程の標準化
・設計リードタイムの短縮
などを実現し、付加価値の高いプロダクトを生み出します。

DFM Design Solutions is the group of design solutions offered by Nature Architects. Using our proprietary design algorithm, Direct Functional Modeling™️, we provide various physical functions such as
Vibration control Vibration transmission.
Deformation control by integral structure Heat exchange control.

In addition to these, we can also realize highly challenging designs in which shape and physical function are closely related. For example, there is generally a trade-off between reducing the weight and ensuring its support stiffness, where improving the performance of one will compromise the other. In order to extend the limits of such trade-offs, we have created an innovative information environment for the proper design of metamaterials, compliant mechanisms, and other structural design knowledge.

By operating these assets in-house and customizing them for each project, we are able to provide solutions to difficult design challenges, including trade-offs, that require a great deal of trial and error with conventional technologies. By working with us, you can
Exploring possibilities for functionality beyond conventional products Standardize your design process by digitizing your design Shortening the design lead time.
Reducing design lead time.

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