高専によるDDMNE育成教材の開発と地域連携したDX対応教育の実践

由技术学院开发 DDMNE 培训材料并与当地社区合作实施 DX 兼容教育

• 批准号: 21K02821
• 负责人: 早稲田 一嘉
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kobe City College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02821/
• 关键词: トポロジー最適化; アディティブマニファクチャリング; DX（デジタルトランスフォーメーション）; 工学教育; 3Dプリンタ

科学研究費助成事業申請書の「補助事業期間中の研究実施計画」に基づき、昨年度にに作成した「トポロジー最適化をオープンソースで実現し加工するまでの手順」を記した教材（初版）を5年生開講科目「CAE演習」に導入した。上述の教材開発と並行して、小中学生向けのトポロジー最適化と3次元造形を体験する公開講座のための教材を作成し、2022年夏季休業中に公開講座を実施した（前年に引き続きコロナ禍（第7波）であることで、講座募集人数は少なくせざるを得なかった）。また、「CAE演習」のみでの教材使用を予定していたが、モデリングや境界条件設定などを予めテンプレートの形で提供する簡易版の教材を新たに作成し、2年生の機械実習Ⅱにおける3DプリントやCNC加工機を体験するワークショップでもトポロジー最適化を体験可能とする教育環境を準備をした（一部の学生が試行的に実施）。そして2023年度に向けてトポロジー最適化した形状をレーザー加工機にて切断する手順書も新たに作成し、3D造形ありきの設計を考えることができる学生の教育環境を構築した。これらの授業や講座の実施のために3Dプリンタの消耗品購入やパソコンの周辺機器の購入をし3Dプリンタ稼働率を高めるための環境改善を実施した。本課題に関連する発表として、OPENCAE学会シンポジウム2022、日本機械学会 2022年度年次大会、日本工学教育協会 第70回年次大会・工学教育研究講演会、日本機械学会　技術と社会部門講演会 2022年度講演会で口頭発表をした。また、間接的な研究内容の発表として、2022年度神戸高専産金学官技術フォーラム、日本設計工学会　関西支部　2022年度研究発表講演会（学生優秀発表賞受賞）にて指導している学生が口頭発表をした。

The scientific research grant subsidy project application form "Research Implementation Plan during the Subsidized Project Period" was based on the project and was made last year and was optimized. "をオープンソースで実现しprocessing" するまでの手书" textbook (first edition) has been introduced into the subject "CAE Exercise" for 5th grade students. The above-mentioned teaching materials are developed and parallelized, and a public lecture on the optimization of 3-dimensional modeling for elementary and junior high school students is completed in 2022. We are currently closed in the summer and are currently holding public lectures.また, "CAE Exercise" teaching materials use していたが, モデリングや realm condition setting The simple version of the teaching materials provided by the custom-made めテンプレートのshaped で is a newly created 2-year-old machine Mechanical trainingⅡにおける3D プリントやCNC processing machine tool It is possible to optimize the educational environment and prepare the educational environment (a pilot program for students).そして2023 にけてトポロジーOptimal shape したをレーザー processing machine にて cutting する smooth The book is newly created, the 3D modeling is designed and tested, and the educational environment for students is constructed.これらの教や lectureの実师のために3D プリンタの consumables purchase やパソコンのThe purchase of Zhoubei Machinery and the improvement of the environment through the use of 3D manufacturers and crop yields have been improved. This topic is related to the Japanese Society of Mechanical Engineering, OPENCAE Society 2022, Japan Mechanical Society 2022 Annual General Meeting, Japan Engineering Education Association 70th Annual General Meeting and Engineering Education Research Lecture, Japan Mechanical Society Technical and Social Sector Lecture The oral presentation of the 2022 annual lecture will be announced.また, Indirect な Research Contents の発 table として, 2022 Kobe High-Tech Industrial Research Institute and Technology フォーラム, Japan Society of Design Engineers Kansai branch 2022 annual research performance lecture (student outstanding performance award) にて guidance している student oral performance をした.

项目成果

2種材料3Dプリンタ造形品の振動特性に関する基礎研究

双材料3D打印制品振动特性基础研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 早稲田 一嘉;呉 欽鵬・石井秀宗;山崎智仁・伊藤美和・水内豊和;那須隼人，早稲田一嘉，和田明浩;山崎智仁・水内豊和・山西潤一;早稲田 一嘉，水田 敦史， 鈴木 隆起;石井秀宗;水内豊和・関口あさか;早稲田一嘉，尾崎純一，宮本猛;黄山・石井秀宗;樋井一宏・水内豊和;江良 瑞樹， 田邉 大貴， 早稲田 一嘉， 和田 明浩
• 通讯作者: 江良 瑞樹， 田邉 大貴， 早稲田 一嘉， 和田 明浩

夏季公開講座「3Dプリンターを体験してみよう」を開催しました(13日)

我们举办夏季公开讲座“让我们尝试一下3D打印机”（13日）

トポロジー最適化された3Dプリント片持ち梁構造に充填した減衰材と構造材の隙間が及ぼす振動減衰能への影響

拓扑优化3D打印悬臂结构中填充的阻尼材料与结构材料之间的间隙对减振能力的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 早稲田 一嘉;呉 欽鵬・石井秀宗;山崎智仁・伊藤美和・水内豊和;那須隼人，早稲田一嘉，和田明浩
• 通讯作者: 那須隼人，早稲田一嘉，和田明浩

夏期公開講座を開催しました

举办暑期公开讲座

工業高等専門学校におけるオープンソース3DモデラーとFEMソルバによるトポロジー最適化実践教育環境の構築

在技​​术学院使用开源3D建模器和FEM求解器构建拓扑优化实践教育环境

• 发表时间: 2022
• 作者: Shirasaka;H.;Mikami;T.;Onizuka;M.;Kohda;Y.;& Javed;A.;山崎智仁・齋藤大地・水内豊和;早稲田 一嘉，田邉 大貴;堀 純也，矢野 真太朗，岡田 紳太郎，藤本 紫音;Youji Kohda;坪田彩乃・石井秀宗;Youji Kohda;早稲田 一嘉，藤本 健司
• 通讯作者: 早稲田 一嘉，藤本 健司