旧大学サイト｜活動記録 2020年

2020年4月9日　マスク試作Team　茂木勇志、亀岡将成、青山響

【SWELの新4年生による やわらか3Dものづくり研修Project B】

新型コロナウイルスへの対応として、３Dプリンターとゲルでスマートなマスクを作ることにしました！！

〜こちらは試作品第一号〜

コンセプトは自立型マスクです。しかもストローで飲み物も飲めるんです！！

こちらを紙でコーティングして完成形に近づけてみました😁

あとはゴムで耳掛けを付けたら完成です。まだまだ見た目は不格好ですね(笑)
第二号では見た目も改善していきます💪

　次は様々な顔の形に対応でき、使い回しができるというコンセプトをもとに、形状記憶ゲル(SMG: Shape Memory Gels)を用いて作製したマスクです！

かなり不格好ですが・・・

このように自分のお好みのサイズに変形させて布などを挟めば完成です！

想定していた作製方法は、最初3DCADソフトを用いて型を作製し、それにSMGを流し込むという流れだったのですが、型とゲルがくっついて剥がれなくなったことと、型を3Dプリンタで印刷するのに4時間以上もかかったことから、シリコンをレーザーカッターでカットし、そこにSMGを流し込むことにしました。

しかし問題点として、
・お湯につけて自分好みの形に伸ばし、冷水につけてその形をキープさせるという作業がかなり大変。
・長時間耳につけていると痛くなる。
・作成がかなり困難。
・布を取り付けるのが煩わしい。

が挙げられます。

今回3日間という短い期間での作製でしたが、今後試行錯誤して、より良い物を作ることで、新型コロナウィルスの問題を乗り切るコンセプトを提案していきたいです。

(注：今回はSWELの新人研修Projectとして短期間での試作に取り組みました。現状での3Dデータやレシピの公開は控えますが、今後、実用化に向けた検討を進めます。ご理解の程、よろしくお願いいたします。)

工学部で製作したフェイスシールドを医学部附属病院に提供開始
～強みの3Dプリンター・高速生産技術で、医療現場の資材不足へ学内連携～

山形大学では、3Ｄプリンターによる加工技術と研究が強みである工学部（米沢市）で製作した「医療用フェイスシールド」を、医学部附属病院（山形市）へ提供する学内連携を開始しました。 医学部附属病院は、新型コロナウイルス感染症への対応を行いつつ、がん治療などの高度医療を提供する特定機能病院としての役割を果たしています。マスクや防護服などの医療資材が全国的に入手困難となっていますが、医学部附属病院でも同様の問題を抱えており、ゲル素材や介護食など、3Ｄプリンターで先端研究を進める工学部（古川英光研究室）にフェイスシールドの製作を依頼しました。そして工学部では新規開発を行い、附属病院へ第一弾の学内供給を始めます。総合大学である強みを活かし、本学が一丸となって、医療の最前線を守ることで、県民の皆さまに安心・安全な医療を提供して参ります。（令和２年（2020年）4月30日の山形大学プレスリリースより）

【製作から提供までの流れ】
▶4月14日：医学部附属病院から医療用資材不足に対して、工学部（3Ｄプリンティングを研究する古川研究室SWEL）へ製作と提供を打診。
▶4月15日：古川研究室（SWEL）でフェイスシールドの製作を開始。
▶4月25日：フェイスシールドの試作モデル5個 が完成。医学部附属病院で試用・確認。
▶5月1日：医学部附属病院へ、約 100 個を第一弾として供給。今後も製作を継続予定。

※ 今後は使用状況を確認しながら、5月末までに約1,000個 のフェイスシールドを継続的に供給予定。
※ 製作能力の限度と資材の調達難から、外部機関（地域の病院など）への供給は現時点では予定しておりません。

【古川から一言】欠畑教授からお声掛けを頂き、現場の情報提供や開発への熱いアドバイスで、川上勝准教授が3Ｄプリンターとレーザーカッター等を活用して、超短期間の試行錯誤で、迅速設計と高速生産を実現しました。米沢を発祥の地とする帝人株式会社様より高透明PC（ポリカーボネート）シートの提供を受け、川上先生の設計したフレームで製作した、山形大学オリジナルモデルになります。既に設計データはWEB上で公開し（Facebookの「3D PRINT FACE SHIELD」グループ）、山形発の新型コロナウイルス対策の事例を発信するとともに、今後も改良、地域の学校や企業との連携を進めてまいります。

山形大学フェイスシールド
【 Yamaガード Type A】
・Yamaガード Type A は、一般向けを想定して作りました。
・メガネをしたままでもご使用いただけます。
・ゴーグルとの併用向けには、Yamaガード Type G を作っています。

公開データ
20200430_新フレームデータ
川上勝先生のFacebook公開グループ3D PRINT FACE SHIELDへの投稿(4/29)も参考にしてください。

公開データ
20200423　レーザーカッターシールド　公開データ
川上勝先生のFacebook公開グループ3D PRINT FACE SHIELDへの投稿(4/23)も参考にしてください。

山形大学フェイスシールド
【 Yamaガード Type G】
・Yamaガード Type Ｇは ゴーグルをつけたまま使用することを想定して作りました。
・一般向けのTypeＡと作り方は同じです。フレームの形や透明シート（ガード）などの部品の大きさだけが違いになりますので、TypeＡの説明にしたがってご使用いただけます。

本取り組みについての報道

「山形大工学部、フェースシールド作製着手　医学部付属病院へ供給」
　山形新聞ニュースオンライン　2020年05月01日　10:53

「大学病院で足りない医療物資、工学部で生産　山形で開始」
　朝日新聞デジタル　2020年5月6日 10時30分

［画像未復元：00-678×264.png］ 保存記録を確認

　3Dプリンティングによるファブリケーション（ものづくり）の未来について考える4DFF2020会議（10月16日(金)開催）では、みなさまのご発表を募集しております。山形大学の古川英光が実行委員長を担当しています。高校生・一般の発表も歓迎します。よろしくお願いいたします！

開催日時：2020年10月16日(金) 9:30-17:00（オンライン開催）

　この会議を3Dプリンティングに関連する日頃の研究成果を発表する場として、大学に限らず、企業や研究所、様々な教育機関や団体のみなさまにご活用いただきたいと考えております。発表内容は、3Dプリンティングやその関連分野に関することであれば、広く受け入れます。基礎から応用、個人の実験的な試みや、教育現場での取り組みの紹介、社会活動に関する報告まで、いろいろな方々の参加で、3Dプリンティングの未来にある4Dや機能的造形・ものづくりについて、情報交換と未来志向の議論を交わす場としたいと思います。

　今回はオンライン開催ということで、日本各地や世界中からのご発表・ご参加を広く募集しております。発表登録料2000円で、4DFF研究会メンバー（1年間有効）にもなっていただける特典付きです。

　基調講演は東京大学生産研教授の山中俊治先生です！

　私たち山形大学の研究チームからは小川 純先生が招待講演をされますし、研究チームからも多数発表予定です。

　ご検討よろしくお願いいたします！

2020年4月9日　シールド試作Team　倉持丘帆、佐藤大介、横江一真

【SWELの新4年生による やわらか3Dものづくり研修Project A】

ゴーグルシールド零号機

コンセプト
　3Dプリンタを用いた、曇らないゴーグルシールド

作ろうと思った経緯
　従来のフェイスシールドでは曇ることが問題であったので、それを改善するために造形を始めた。

［画像未復元：7238-660×371.jpg］ 保存記録を確認

［画像未復元：7239-660×371.jpg］ 保存記録を確認

［画像未復元：7240-660×371.jpg］ 保存記録を確認

説明
造形が失敗している部分が多々あります。
ゴーグルの下にクリアファイルをはめ込む部分と一体化させました。
クリアファイルをはめ込む構造なので、交換が可能です。

問題点
以下のことが挙げられる。
・印刷に時間がかかってしまう）（9時間21分）
・シールドの付け方（上の写真の通り、溝に埋まってしまう可能性がある）
・重い
・ゴーグルに鼻があたってしまう

以上の問題に対して改善したこと
・ゴーグルとシールドを取り付ける部分を分けた。
・シールドの取り付け方

［画像未復元：image-2-660×444.png］ 保存記録を確認

説明
上記のことから、さらにパワーアップしたゴーグルシールドです。
特徴としては、印刷時にゴーグル部分とシールド装着部分を分けて印刷できます。これにより、時間短縮が大幅に改善しました。
突起にシールドを引っ掛ける形としました。

(注：今回はSWELの新人研修Projectとして短期間での試作に取り組みました。現状での3Dデータやレシピの公開は控えますが、今後、実用化に向けた検討を進めます。ご理解の程、よろしくお願いいたします。)

 

The Young’s modulus of ideal rubber is written in:
（理想ゴムのヤング率Eは次のように表される:）

［画像未復元：081620_0654_YoungsModul1.png］ 保存記録を確認

where ν is the chain density in an unite volume (Unit is m^-3 for example), k_B is the Boltzmann constant (1.38×10^-23 JK^-1), T is an absolute temperature (Unit is K).
（ここで、νは単位体積当たりの鎖の密度（単位は例えば m^-3）、k_Bはボルツマン定数（1.38×10^-23 JK^-1）、Tは絶対温度（単位K）。）

［画像未復元：2020-09-16_07-59-23_861_2-3-2-678×381.jpg］ 保存記録を確認

日本科学未来館「研究エリア」に採択されました（2020年4月～）。

「知的やわらかものづくり革命」プロジェクトとして、SWELの研究をはじめとする山形大学の様々な研究を東京からも発信していこうという試みです。

また、サテライトラボとして研究活動も行います。

ラボには助教のNahin先生と科学コミュニケーターの岸が常駐します。

情報発信の場としても活用して参ります。みなさんに注目していただけるように様々な取り組みを進めて行きたいと考えています。

今後ともご支援をよろしくお願いいたします。

• 日本科学未来館HP

　　　https://www.miraikan.jst.go.jp/

• 未来館研究エリア紹介ページ

　　　https://www.miraikan.jst.go.jp/research/facilities/SmartSoftManufacturing/

• 未来館科学コミュニケータブログによる研究紹介ページ

　　　https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/20200907post-360.html

どうぞよろしくお願いいたします！

［画像未復元：21284c04c13fb17fcbfb18be6345c45c-678×381.png］ 保存記録を確認

2020年9月19日に、古川英光先生が日本科学未来館のオンライントークイベントに登壇いたしました。

一緒にご登壇された慶応大学の南澤先生と「触感についてのクロストーク」を繰り広げました。

イベント動画は下記から視聴可能です！

せび、ご視聴をよろしくお願いいたします！

参考リンク：

• 日本科学未来館科学コミュニケータブログによる本イベントの紹介記事（2020/10/30）

　　　 https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/20201030post-388.html

［画像未復元：1b97eaff45f07a170266396921b0bb75.png］ 保存記録を確認

2020年10月25日（日）17:30～18:30　に、古川英光先生が日本科学未来館のオンライントークイベントに登壇致しました。

今回は、富士通株式会社の本多達也さんと「やわらか材料の可能性をさぐれ！」というテーマに化学の日を記念したイベントでクロストークをしました。

本多さんは、ろう者と健聴者が共に楽しむ未来を目指し、振動と光によって音の特徴を、からだで感じるユーザインタフェース「Ontenna（オンテナ）」をろう者と協働で開発しました。

未来館では筑波大学の落合陽一先生と共に活動を行っています。

果たしてどのようなトークの「化学」反応が起きたのか、ぜひご覧ください！

イベント情報は下記からご確認ください。

トークセッション「研究者たちとさぐる、いろんな『化学』」

動画へのリンク：

［外部の地図・動画・埋め込み資料を開く］

ぜひ、ご視聴をよろしくお願いいたします！

［画像未復元：e8408e9e720887a5d2fd151ca061fb85-678×381.jpg］ 保存記録を確認

11月15日（日）午後、山形県長井市の「旧長井小学校第一校舎」で中学生対象の「ひらめき☆ときめきサイエンス」を開催しました。

開催場所の旧長井小学校第一校舎は、国の登録有形文化財にも登録されている趣深い場所です。

• 旧長井小学校第一校舎のHP　　　　https://kyunagaisho.jp/

当日は、古川研の技術であるゲルハチ公を基に、涙を流す機能や体のぬくもりを持たせた「ゲルハチロイド」のお披露目がありました。

さらに、実際に触るとやわらかなオリジナル肉球づくりを行う体験が行われました。

［画像未復元：IMG_20201115_144205-660×495.jpg］ 保存記録を確認

［画像未復元：IMG_20201115_150859-2-660×495.jpg］ 保存記録を確認

［画像未復元：2020-11-15_09-38-49_683-2-660×495.jpg］ 保存記録を確認

その他、ゲルハチ公や３Dプリンターなどの最先端技術の講義、最後には特別にゲルクラゲに触れる体験が行われるなど、まさに「科学にふれる」一日となりました。

今後もアウトリーチ活動を行ってまいりますので、ご期待ください！

参考リンク

• 開催予告（ポスター）

　　　https://www.yz.yamagata-u.ac.jp/files/1616/0014/5745/3D.pdf