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統合型材料開発システムによる
マテリアル革命

マテリアルズインテグレーション
(MI)によって
構造材料開発におけるコストと
時間を大幅に低減

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人工知能(AI)を駆使した材料開発に欧米、中国など諸外国が集中投資し、ものづくりが大変革期を迎えている。日本が材料開発分野での強みを維持・発展させるためには、材料開発コストの大幅低減、開発期間の大幅短縮を目指す必要がある。欲しい性能から材料・プロセスをデザインする「逆問題」に対応したMIシステム(Materials Integration system; 統合型材料開発システム)を世界に先駆けて開発するとともに、MIシステムを活用して、競争力ある革新的な高信頼性材料の開発や設計・製造・ 評価技術の確立に取り組み、発電プラント用材料や航空用材料等を出口に先端的な構造材料・プロセスの事業化を目指す。

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PROGRAM DIRECTOR

三島 良直

国立研究開発法人
日本医療研究開発機構 理事長
東京工業大学 名誉教授・前学長

PROFILE
1975年東京工業大学大学院理工学研究科修士課程修了、1979年米国U.C.Berkeley博士課程修了(Ph.D)、同校Assistant Research Engineerを経て、1981年東京工業大学精密工学研究所助手、助教授、1997年同大学大学院総合理工学研究科教授。同総合理工学研究科長、同フロンティア研究機構長、同大学理事・副学長を経て、2012年同大学学長。2019年より内閣府SIP第2期「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」PD、2020年4月より国立研究開発法人日本医療研究開発機構理事長。文部科学省科学技術学術審議会委員、経済産業省産業構造審議会委員等多数の政府委員会要職を歴任。

研究開発テーマ

産業競争力強化のために、材料工学手法に実験及び理論計算に基づいたデータ科学を活用して、計算機上でプロセス・組織・特性・性能をつないで材料開発を加速する MIシステムを開発することにより、材料開発の大幅なスピードアップ・コスト低減を実現する。MIシステムが企業や大学・国研の研究開発で有効活用され、材料開発が加速することを社会実装の目標とする。さらに、本課題においてMIシステムを活用して開発された製品・技術が、実用化・事業化されることも目指す。

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マテリアルズインテグレーション

5年間の成果

MIn(t Materials Integration by Network Technology) の構築

金属用MIシステム

プロセス、構造、特性、性能を一気通貫に予測する順問題解析と最適化手法により、欲しい特性・性能から材料・プロセス・構造を提案。

NIMSが運用するシステムと企業内のローカル環境をインターネットにより接続し、秘匿性を確保しながら企業保有データを利活用

産学官連携組織「マテリアルズインテグレーションコンソーシアム」を設立。

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MIntによるサイバー空間での実験

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MIntによる最適化

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レーザーによる大体積3D-EBSD(DP 鋼)
従来の SEM 観察体積の限界(30um 角程度) を大きく超えた大体積での3次元観察

耐熱合金粉末を用いた3D 造形プロセスと MIシステム

複数の予測モジュールからなる金属粉末積層造形MIシステムを構築。

MIシステムを用い逆問題解析と組み合わせ製造条件の最適化を実行。プロジェクト期間内に新しく開発した合金を使い実部品を試作、実用化に向けた取組みを実行。

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金属粉末積層造形MIシステム

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粉末造形プロセスで実部品の試作

CoSMI(C Comprehensive System for Materials Integration of CFRP)の構築

CFRP 用 MIシステム

スーパーコンピューターを利用した高速で大規模なマルチフィジックス / マルチスケールシミュレーションが可能。

CoSMICの利用促進と発展のために「CoSMICコンソーシアム」を設立。

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粉末造形プロセスで実部品の試作

次世代航空機向けの難燃性と力学特性が両立するCFRPプリプレグの設計・製造に成功

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CoSMIC適用例(1)難燃性 CFRP の開発

AFP(Automated Fiber Placement)に援用する強度・剛性・重量の多目的最適化手法を 構築し、軽量で高強度高剛性の構造設計・製造に成功

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CoSMIC適用例(2)多目的最適化設計技術の開発

統合型材料
開発システムによる
マテリアル革命
成果報告動画

SIP/PRISM シンポジウム 2022

2023.03.17(金) 13:00
〜オンライン開催

7回目の開催となる
今年度のシンポジウムでは、
SIP第2期5年間の研究成果を
報告いたします。
また、令和5年度から開始する
SIP第3期と、
PRISMの後継プログラム
BRIDGEについても
最新情報を発表いたします。

詳しくはこちら
開催終了!実施レポートはこちら