アルゼンチンの研究者グループが複雑な構造物が作成可能な新型３Dバイオプリンターを開発中

アルゼンチン発：アルゼンチン国立科学技術研究会議( CONICET )およびラプラタ国立大学の研究者グループは現在、４軸構成の３Dバイオプリントシステムの開発に取り組む。

同グループによると、開発中の新型３Dバイオプリンターでは従来の FDM 型３Dプリンターでは造形不可能だったチューブ状や螺旋状メッシュ構造などの複雑な形状物の作成が可能で、交換可能ノズル式インジェクターを使用してバイオポリマー素材によるチューブ状 / 螺旋状メッシュ構造物の作成を目標にしている。

バイオプリンターに追加された第４の軸は回転式で、時計回り / 反時計回りの切り替えができ、ここにバイオ素材が滴下されて螺旋形状を生成する。開発で試用したのはアルギン酸塩、ペクチン、キトサン、ヒドロゲルを含むバイオポリマー混合素材。同グループは、最終的にはこの新技術によって、注意深くメッシュ生成された生体適合性素材の足場材内部で細胞成長を促進させることができればよい、と話す。

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ローマ歌劇場がオール３Dプリント舞台セットのオペラを今秋上演

イタリア・ラツィオ州発：ローマ歌劇場は今年秋の主催公演で、世界で初めてオール３Dプリントの舞台装置で上演する運びとなった。

オール３Dプリントの舞台セットで上演されるのは 19 世紀フランスの作曲家フランソワ・オーベール( Daniel-François-Esprit Auber )の『フラ・ディアボロ[ 初演 1830 ]』。３Dプリント舞台セット制作を請け負ったのは超大型デルタ型３Dプリンター製造で知られる WASP( 本社：エミリア＝ロマーニャ州ラヴェンナ県マッサ・ロンバルダ )。

同社によると、オール３Dプリント舞台セットは223 パーツで構成された「ダリの絵に出てくるような」ゆがんだ歴史的建造物 ２ 棟からなり、３Dプリンター５基を使用して ３ か月かけて完成させたという。

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３Dプリンターをサイバー攻撃から守る新たな方法を考案

米国発：ラトガース大学ニューブランズウィック校とジョージア工科大学の研究者グループはこのほど、癌細胞検知技術を応用した新たな３Dプリンターのサイバー攻撃対処技法を考案したと発表した。

この新対処法は現在カナダのバンクーバー市内で開催中のサイバーセキュリティカンファレンス「第 26 回 USENIX セキュリティ シンポジウム」で発表された。同グループの一員でラトガース大学ニューブランズウィック校電気工学 / コンピューターサイエンス学部助教授 Saman Aliari Zonouz 氏によると、産業界では多くの場合、高額な積層造形設備を自前で導入するより専門業者に外注するケースが多く、万が一納入された製品に欠陥が紛れ込んでいてもそれを発見することはほぼ不可能で、またセキュリティ対策は必須だがそれでもサイバー攻撃を完全に防ぐことは難しいと指摘する。

同グループは３Dプリンター複数台を実際に購入し、ファームウェアをクラックして欠陥製品を出力することができることや、ドローン用プロペラに欠陥を仕込ませてクラッシュさせることも実証している。

同グループの対処法は、センサーでエクストルーダーの動作を検出し、同時に作動音を記録して、プリント工程が設計通りか監視する。そして金のナノ粒子の造影剤を混入したフィラメントと３Dファイルを外注先に送り、外注先から返送された３Dプリント製品を高精度スキャナーにかけて検査するというもので、MRI や CT スキャンで癌や腫瘍を映像化するのと原理的に同じ手法だ。

Zonouz 氏は、次回は可能な限り考えられる３Dプリンター攻撃法を試して、案出した防御策を企業側に開示する計画だと述べている。

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３Dプリント用金属市場規模が 2028 年に 120 億ドル相当に達する見込み

英国ケンブリッジシャー州発：調査会社 IDTechEx Ltd はこのほど、３Dプリント市場関連の最新報告「 3D Printing Metals 2018-2028 Technology and Market Analysis 」で、３Dプリント用金属市場規模が 2028 年には 120 億ドル相当に達するとする予想と分析を公表した。

それによると、金属３Dプリンター市場において最も占有率が高いのは直接金属レーザー焼結方式( DMLS )で、2016 年末時点の総導入ベースで市場占有率が 84 ％ と首位。以下、電子ビーム積層( EBM )、指向性エネルギー堆積( DED )、バインダージェッティング( BJ )の主要 ４ 技術が断片的に上位を占めた。

同報告はまた、金属３Dプリンターベンダースタートアップの筆頭格として Desktop Metal を挙げ、同社が 2015 年以降に調達した資本総額は、金属３Dプリンターベンダー業界全体が調達した資本総額の半分近くにまで達したという。

同報告は、2016 年時点では商用化前の段階に留まってはいるものの、液状金属堆積技術、金属 ＋ ポリマーフィラメント押出方式および電気めっきといった次世代金属３Dプリント技術の可能性についても分析している。

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Microsoft 、３Dモデル共有サイト「 Remix 3D 」に新機能追加

米国ワシントン州発：Microsoft は現地時間 ８ 月 ３ 日、同社３Dモデル共有プラットフォーム「 Remix 3D 」に新機能を追加するアップデートを実施した。

今回のアップデートで同サイトに追加実装されたのは「パーツ」と「リミックス」タブ。「パーツ」タブでは表示されている３Dモデルを構成する各パーツを独立して表示し、欲しいパーツのみダウンロードしたい時に便利な機能となっている。

「リミックス」タブは表示されているオリジナル３Dモデルに共有コミュニティメンバーがどのように再利用 / 追加 / 改変したかが一覧表示され、オリジナル作成者をはじめとする全てのユーザー名がクレジット表示される。「 Remix 3D 」サイトは同社の「 Windows 10 Creators Update 」で実装された「ペイント3D 」とシームレスに利用できる。

一方、同社はスマートフォンのカメラで撮影した画像をスキャンして３Dモデルを自動生成するモバイルアプリ開発を既に公表している。このアプリは Windows 10 Mobile の他 iPhone などマルチプラットフォームに対応予定だが、具体的なリリース時期は現時点では明らかにされていない。

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３Dプリントモデルで手術時間が約 25 ％ 短縮に

米国カリフォルニア州発：カリフォルニア大学サンディエゴ校( UCSD )の研究者グループはこのほど、９ － 16 歳の成長期の子供に多い股関節形成不全手術に３Dプリントモデルを使用した場合とそうでない場合との比較検証実験を行い、３Dプリントモデル使用で手術時間が約 25 ％ 短縮されることが分かったと機関誌 Journal of Children's Orthopaedics に発表した。

実験を行ったのは Vidyadhar Upasani 博士ら同大学の生物工学研究者および Rady 子供病院の小児科医らのグループ。Upasani 博士らは 10 名の患者を二手に分け、５ 人には３Dプリントモデルを使用した外科手術計画を立て、残り ５ 人には従来通りの施術計画を立てた。またそれとは別に ２ 名の外科医に ５ 人の患者を従来通りの施術計画を立てさせた。その結果、３Dモデル使用の場合は従来手法を用いた ２ つの被験者群より 38 － 45 分手術時間が短縮され、これは手術 １回当たりの費用が最低でも約 2,700 米ドル軽減されることになるという。

大腿骨頭滑り症( SCFE )は毎年、米国の 11 歳の子供うち約 10 万人が罹患すると言われ、特に肥満児の増加に伴い年々その数は増加傾向にある。従来方法では執刀個所を様々な角度で X 線撮影して大腿骨末端部の矯正術を決定していたが、手術中の患部は直接目視できないため施術中も X 線撮影が必要で、 X 線被曝の問題がある。加えて時間がかかるうえ、患者に対してどのような手術になるか事前説明可能な、あるいは執刀医の確認のための物理模型もない。

３Dプリンター導入費用は約 2,200 米ドルだが、一度導入すれば手術 １ 回につき約 10 ドルしかかからない。Upasani 博士によると検証結果に非常に気をよくした Rady 子供病院では既に３Dプリンター導入済みで、同博士によれば「３Dプリントモデルはとても役に立っており、今ではこれなくして手術計画は立てられない」。

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セラミック３Dプリントで次世代燃料電池を開発中

スペイン・カタルーニャ州発：カタルーニャエネルギー調査研究所( IREC )は現在進行中のプロジェクト「 Cell3Ditor 」で、セラミック３Dプリントによる次世代燃料電池の開発に取り組んでいる。

「 Cell3Ditor 」は環境に負荷をかけないセラミックス向けマルチマテリアル技術を援用して、固形酸化物形燃料電池( SOFC )を開発することが目的のプロジェクト。SOFC は現行の燃料電池では最も高温( 700 － 1000°C )で動作する。全て固形のセラミック素材でできており、発電効率も高い。

この技術の課題はセラミック素材の耐久性とコスト効率および 100 以上もの工程からなる複雑かつ時間のかかる製造法だが、同研究所ではセラミック３Dプリントが課題克服の切り札となるかもしれないと期待する。SOFC を現行方式で組み立てた場合、製造コストは約 480 万ユーロと見積もられ、これが SOFC 導入と多様な応用への足かせとなっている。３Dプリントで SOFC コンポーネントが製造できれば複雑な製造工程も劇的に単純化され、同時にコスト削減も達成可能となり、大量生産の道も開ける。

同研究所には市販の SLA ３Dプリンターを改造したセラミック専用３Dプリンターとして導入されている。この３Dプリンターはマルチマテリアル対応で、概算で５kW 出力の SOFC が ４ 基同時に製造可能で、年間 1,000 基の製造も可能。最終製品コストは １ 基当たり約 500 ユーロ以下になる見込みで、これは標準的製造方式の 59 ％ 減になるという。

同プロジェクトは「燃料電池 / 水素電池合弁事業」を通じて EU の資金提供を受けており、セラミック３Dプリンター製造の 3DCeram をはじめ Hygear Fuel Cell Systems、Promethean Particles、Saan Energi などの欧州の先端企業とデンマーク工科大学、ラグナ大学などが参画している。

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