DFMによる製品開発

DFMを活用した高付加価値な製品開発

車、飛行機、建築物、家具やロボティクスなど、現在のモノづくりでは様々な部材を個別に選定・加工し、それらを最終製品として組み立てることで製品設計がなされています。その理由は、最終製品はパーツごとに機能要件が異なり、同一の機能要件を持つパーツを「部材」として切り出し、それぞれの部材で適切な加工が必要になるからです。例えば、ロボットアームを製造する場合では、アームフレーム部に軽量かつ高剛性な機能を可動部には特定の方向にのみ動作する機能など、部材を個別に選定・加工した上で最終製品の組み立てを行う必要があります。

一方、メタマテリアルを活用することで「材料が持つ固有の機能を横断する新たな機能」を生み出すことができます。これにより複数の材料を組み合わせて製品を設計するのではなく、一つの材料に複数の機能を埋め込み、大幅に組立工程を削減した製品を設計することができます。また、近年欧米を中心としてイノベーションが加速している3Dプリンタ(Additive Manufacturing)を生産工程に導入することで、メタマテリアルの持つ価値を最大限活用することができるようになります。

Nature Architectsでは様々なクライアントと密に連隊し製品開発を行うことで、DFMを活用した高い付加価値のプロダクトを世に生み出していくことを目指します。

PROJECTS

プロジェクト

多様な曲面形状の設計

複雑な曲面を持つ造形物は、設計が困難で施工コストが膨大になります。DFMを活用することで、平面材料に構造を付与し立体的な曲面を生成できます。構造はNCなどの既存の加工方法でも造形できるため、設計の簡便化および大幅な施工コスト削減が可能となりました。
(導入事例) Slush Tokyo 2017 ベンチ、Inspired. Lab オブジェ、建設会社 R&Dセンター パーテーション 等

組み立て不要な可動部の設計

自動車、航空・宇宙、ロボティクス等、動きが中心となる最終製品はもとより、レバー、スイッチ、ファン、バネ等もまた可動部として組立が必要となります。DFMを活用することで、最終製品から部材まで幅広いプロダクトに対して一体造形可能な可動部の開発を進めています。
(導入事例) SIGGRAPH ASIA 2018で発表後、複数の企業と用途開発中

RESEARCH

学術論文

2018
Taisuke Ohshima*, Miyu Iwafune*, and Yoichi Ochiai. 2018. Coded Skeleton: Shape Changing User Interface with Mechanical Metamaterial. In SIGGRAPH Asia 2018 Technical Briefs (SA '18). ACM, New York, NY, USA, Article 11, 4 pages. DOI: https://doi.org/10.1145/3283254.3283255 (* Joint first authors)
2016
Taisuke Ohshima*, Miyu Iwafune*, and Yoichi Ochiai. 2016. Coded skeleton: programmable deformation behaviour for shape changing interfaces. In SIGGRAPH ASIA 2016 Emerging Technologies (SA '16). ACM, New York, NY, USA, , Article 1 , 2 pages. DOI: https://doi.org/10.1145/2988240.2988252 (* Joint first authors)
Taisuke Ohshima*,Miyu Iwafune* and Yoichi Ochiai. 2016. Coded skeleton: programmable bodies for shape changing user interfaces. In ACM SIGGRAPH 2016 Posters (SIGGRAPH '16). ACM, New York, NY, USA, , Article 18 , 2 pages. DOI: http://dx.doi.org/10.1145/2945078.2945096 (* Joint first authors)
2015
Taisuke Ohshima, Tomohiro Tachi, Hiroya Tanaka, Yasushi Yamaguchi "Analysis and design of elastic materials formed using 2D repetitive slit pattern", Proceedings IASS 2015