Wood-Bikeの製作から学ぶデザインと力学の調和

全体テーマ:Wood Bike 新たなデザインと新たな素材

 材料としての木材に対するイメージは、弱い、燃える、腐る などのネガティブなものが多いのが現状です。

一方で、心象としては、優しい、環境に良いなどのポジティブなイメージに変化します

また、近年、SDGsなど環境の観点からも持続可能な材料として世界中から注目を浴びる素材であります


我々は、木材自体の強度特性を把握し、その特徴を生かし、必要な部分にはGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)など新たな繊維素材を用いた素材開発を行い、デザイン×技術をテーマとし、デザインにおいても機能性を高めることを検討します

つまり、

1)木材のイメージを他の材料と複合することで材料特性を変化させる。

2)構造的特徴を生かしたデザインまたはデザインが要求する性能を持つ材料を開発する。

を相互に実現させ既存の乗り物から新たな概念での商品を生み出すことを目標とする。

坂田 憲泰 (准教授・博士(工学))

研究キーワード:圧力容器 、VaRTM 、フィラメントワインデイング 、現場重合型PA6 、力学特性評価 、成形方法 、繊維強化プラスチック 

木下 哲人(専任講師・博士(美術))

研究キーワード図画工作・美術工芸 、生涯学習 、工芸・意匠・服飾史 、デザイン論 、芸術 

鎌田 貴久専任講師・博士(農学))

研究キーワード木質構造 木質材料 接合部 

全体テーマ:Wood Bike 新たなデザインと新たな素材

 材料としての木材に対するイメージは、弱い、燃える、腐る などのネガティブなものが多い。しかし、心象としては、優しい、環境に良いなどのポジティブなイメージに変化する。また、SDGsの観点からも持続可能な材料として世界中から注目を浴びる素材である。

本研究テーマにおいては、木材自体の強度特性を把握し、その特徴を生かし、必要な部分にはGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)など新たな繊維素材を用いた素材開発を行う。本テーマでは、デザイン×技術をテーマとし、デザインにおいても機能性を高めることを検討する。

つまり、

1)木材のイメージを他の材料と複合することで材料特性を変化させる。

2)構造的特徴を生かしたデザインまたはデザインが要求する性能を持つ材料を開発する。

を相互に実現させ既存の乗り物から新たな概念での商品を生み出すことを目標とする。

・研究分担と連携に関して

材料強度と力学的特性を考えたデザインについて -プロダクトデザインの可能性に関する検討-

:木下担当

  近年、 ecoマテリアルとしての木材に注目が集まっている。木材を利用したデザインは、そのメッセージ性からもコンセプトを打ち出しやすい側面もある。一方で、木材の自転車はすでに世の中に存在している。この為、既存のバイクを研究し、必要な条件を考え、新たなバイクのデザインを生み出す。

デザイン×性能を考える。つまり、性能を考慮したデザイン。また、デザインが要求する性能をそれぞれ考えることで、新たな製品デザインを生み出す試みである。

Step1では、素材や技術を無視した魅力的な形状を追求する。

Step2では、複合材料の特性から性能を読み取りその接合形式や単体の材料強度に関する制限の中での最適デザインを考える。

木材加工及び力学的特性:鎌田担当

 ひとえに木材といっても針葉樹広葉樹また薄板、厚板とその用途加工によって木材の性能は大きく変化する。特に異方性材料としての特性がある為、各強度に関する検討は難しい。

 そこで、本研究では解析の元となる基本物性を習得し材料強度に関する研究を実施する。また、木材で木材を補強する木質材料の検討なども行い、さらには、FRPでの補強加工を実施し、材料特性に関しても複合材料担当と分担し実施する。

木材-GFRP等の複合化技術および解析:坂田担当

 木材をGFRPなどので先進複合材料で補強するサンドイッチ材料を成形し,それらの力学特性の評価を行う。特に、適切な樹脂材料、木材とGFRPの接着方法、適切な成形方法の検討を行う。また、FEM解析を用いてフレーム・材料の応力分布、変形挙動を把握し、適切なGFRPの補強方法について検討を行う。


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