キーワード：■■プリンティング，レーザー加熱，炭素繊維強化プラスチック ３．実験条件と■■プリンティングされたプラスチックの光学特性■ ■既存の3Dプリンターと本開発手法の比較を図2に示す．炭素繊維の配向，量および位置が自由に設定できることが ■■(a) 同時押出し法図2 既存の3Dプリンターと本開発手法の比較 フィやセレクティブレーザーシンタリング方式の■■プリンターと比較してかなり低価格であることから，広く普及している．溶融積層造形法の■■プリンターでは，素材となるプラスチックフィラメントをヒーターで溶かしながら押出し，加熱されたプラットフォーム上に積層していくことで，複雑な形状を金型なしで製造することが出来る．最近では民生用の■■プリンターにおいてもエンジニアリングプラスチックスの製造が可能となっており，より高強度な部品が手軽に製造できるようになる．しかしながら積層体であるため，内部の空隙や層間の強度の低さから，射出成型品と比べると強度は低くなる■■．■■プリンティングの条件が強度に及ぼす影響は引用 ■■■が調査している．■■高比強度なプラスチック部材として自動車や航空機などに炭素繊維強化プラスチックff■■■■■が多く使われている．より強度の高い熱硬化性プラスチックを用いた■■■■は主に航空機に，生産性の高い熱可塑性プラスチックを用いた■■■■は自動車に用いられることが多い．炭素繊維強化熱可塑性プラスチックff■■■■■■のプレス成形では，繊維の織物とプラスチックのシートを交互に重ねるか，あらかじめプラスチックが含浸した繊維のシートを重ねて，それらを予加熱した後，加熱された金型によって成形を行い，金型内に冷却水を流して金型内でプラスチックを硬化させる．ただし炭素繊維がほとんど伸びないことから形状自由度が低くなるのが問題である．■■■■■■■で複雑な形状を製造できる■■プリンターが市販されている．溶けたプラスチックと共に炭素繊維フィラメントを押出す方式，あるいは溶けたプラスチックと別なノズルから繊維フィラメントを押出す方式が一般的である．プレス成形品と比較すると強度は低いが，高強度かつ複雑形状部材が製造できる一方，装置の制御が複雑でありプラスチックのみの部材の造形のための工業用■■プリンターと比較して装置コストは■～■倍程度高くなる．また繊維が配置される位置や方向は押出されるプラスチックの方向と一致するため，所望の補強効果を得ることが難しい■■．■■本研究ではプラスチックの■■プリンティングとレーザー加熱を複合した■■■■部材の製造方法を開発し，手軽かつテーラード部品を製造することを目的とした．■１．研究の目的と背景 ■溶融積層造形法の■■プリンターは，ステレオリソグラ東京工業大学■工学院機械系■（ ■■■年度■奨励研究助成ff若手研究者枠■■■■■ ■■■ ■■■■ ） 助教■中川■佑貴■２．■■■■のレーザー援用■■プリンティング方法■■図■に開発した■■■■のレーザー援用■■プリンティング方法を示す．積層されたプラスチックの上に炭素繊維を置きその上にプラスチックを積層する．そこにレーザーを照射することで，プラスチックを透過したレーザーが内部の繊維を加熱し周囲のプラスチックと接合する．■ 図■■開発した■■■■のレーザー援用■■プリンティング■方法■最大のメリットである．本研究では手作業によって繊維を配置したが工業化においてはロボットハンドを用いることが考えられる． ■■■■■■プリンティング条件■■本実験で用いた試験片の■■プリンティング条件を図■に示す．直径■■■■■■の■■■フィラメントを直径■■■■■の加熱されたノズルから押出し，一層あたりの厚さ■■■■ ～■■■■■で積層した．色は透明，青，灰，黒の■色であり，それぞれ図■に示す■■■■■に対する透過率を持つ．また炭素繊維の束は厚みが■■■■■以下であり，透過率はほぼ■であった．■ビード間に繊維なし− 416 −ノズルの移動方向=繊維方向樹脂樹脂(b) 挟み込み法配向，量，場所が自由繊維■■プリンティングとレーザー加熱を複合した■炭素繊維強化プラスチック部材の製造■
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