構造の自動生成
ラティスやコンプライアント・メカニズムと呼ばれるメタマテリアル単位構造は、その単位構造として、剛性などの物性を持ちます。DFMではあらかじめ数多くのメタマテリアル単位構造を生成しておき、その構造が持つ機能を解析します。
ABOUT “DFM”
DFM（Direct Functional Modeling™）とは何か？
DFM（Direct Functional Modeling™）とは、「ユーザーが求める機能から逆算してプロダクトの形状を決定する」ための設計アルゴリズム群を総称したものになります。DFMでは１）メタマテリアル単位構造の自動生成アルゴリズム、および２）抽出されたメタマテリアル単位構造を外形形状への割当てアルゴリズムの２つを活用することで、通常のプロダクト開発では困難な、「機能から形状を逆算する」というプロセスを実現します。
DFMの流れ
構造の割当て
ユーザーがマクロ形状において求める機能を実現するように各セルにおいて適切なメタマテリアル単位構造を自動で割り当てることができます。
DFM's Value Proposition
DFMにより実現できる新しいプロダクト価値
DFMを活用することで、従来のものづくりでは実現することが困難であった様々な機能を追加することができます。従来は単純な剛体として考えていた部材に対して振動や騒音を吸収する機能を付与したり、従来では部品間のあそびが出てしまう可動部位に対して一体で精密な挙動を実現することができます。
プロダクト価値の例
振動制御
DFMによって特定の周波数帯の振動を抑制または増幅する構造を生み出すことができます。こうした構造を活用することで防振や振動による騒音の静音化、ハプティックデバイスの共振防止・振動の先鋭化などを達成することができます。こうした振動制御技術は従来製品の課題を解決するだけでなく、振動を取り入れた新たな製品開発をサポートします。
精密・微細挙動
DFMによってヒンジなどの稼働部品を一体構造の弾性を伴う変形で生み出すことができます。こうした組み立て不要の一体構造は部品間の”あそび”がなくヒンジなど従来の稼働部品よりも精密な挙動を達成できます。また、それらはMEMSなど組み立てが困難な極小スケールの精密挙動の制御に応用することができます。
人体への高い変形追従性
DFMによって既存の材料では達成困難な高い変形の追従性を生み出すことができます。こうした構造を用いることで緩衝材やクッション、グリッパーなどの追従性を向上させ、荷重による人への負荷を効率よく分散させることができます。また、DFMによって特定の狙った形状にのみ変形する構造を用いれば人体にフィットしつつ正しい姿勢制御を促すなど、既存の部材ではそもそも達成できなかった新たな機能を製品に付与することができます。
デザイン自由度の拡張
DFMによる統合的な機能設計は部材の加工・組み立てを前提とする従来の設計思想とは根本的に異なります。既存の加工・組み立てから解放されたDFMの設計は新たな機能を製品に埋め込むだけではなく、これまでは製造が困難であった複雑な形状の造形など、意匠設計の自由度を製造性を考慮した上で拡張することができます。