


超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)は独自の性能を持っていますが、メルトフローレート(MFR)はゼロ程度と極めて低く、標準的な方法によるポリマー加工に適していません。本文は異なる等位PP含有量のUHMWPE系二成分複合材料の摩擦学性質の研究を目的とします。複合材料の製造には、a)粉末混合物の熱圧着、b)粒子の熱間圧縮、およびc)3Dプリンティング(FDM)の3つの方法が使用されます。その結果、押出複合(粒子熱間圧縮及び3Dプリンティング)により作製されたUHMWPE系複合材料は、粉末混合物の熱圧着により作製されたUHMWPE系複合材料よりも、機械的性質およびトライボロジー特性(耐摩耗性、摩擦係数、ヤング率、降伏強度)が優れていることが分かりました。「UHMWPE+20%PP」複合材料は、広い荷重範囲にわたって必要なメルトフローレート(MFR)および高いトライボロジーおよび機械的性質を維持するのに最も効果的です。整形外科用摩擦ユニットの複雑形状製品(関節部品)の付加製造の原料として推奨されています。



3Dプリンティング技術は長年にわたり、エンジニアリングとヘルスケア分野で大きな進展を遂げてきました。3Dプリンティングの高度版である4Dプリンティングも導入されています。4Dプリンティングのプロセスは、印刷された3Dオブジェクトが温度、光その他の環境刺激などの外部エネルギー入力の影響により別の構造に変化することを意味します。この技術は、良好な変形能力を持つスマート材料の入力を採用します。自己組織化およびプログラマブル材料技術は、製品の構築、生産、組み立ておよび性能を再構築することを目的としています。4Dプリンティングは、工学や医学などの各分野で広く活用されています。タンパク質の4Dプリンティングには大きな応用の将来性があります。この新たな次元により、3Dプリントされた物体は光、熱、電気、磁場などの外界からの刺激の影響を受けて自ら形を変えることができます。本文では、4Dプリンティング技術について簡単に検討します。本分では、製造分野における4Dプリンティングのさまざまな特徴、発展および応用について図解で検討します。4D付加製造の作業プロセスを概念化し、最終的に4Dプリンティングの製造分野における10の役割を確定しました。リバーシブル4Dプリンティングそのものは素晴らしい発展ですが、それは変形期間に耐久性と正確なリバーシブル材料を使用する革新的なものです。従来の製造技術では容易にできなかった複雑な構造を作り出すのに役立っています。エネルギーでなく自然の要素に依存するので、異業種のゲームルールを変え、モノの生産、開発、同梱、輸送方法を完全に変えたようです。



そのデータを用いて複雑な形状の製品を層ごとに製造する付加製造(AM)は、高精度で材料ロスが少ないという特徴があります。従来の製造プロセスと比べ、付加製造技術には環境面で多くの積極的な利点があります。何よりも原材料の無駄を減らし、新しくてスマートな素材を使っています。材料の無駄、エネルギー使用、機械排出を削減する組立品のアウトプットに焦点を当てるようです。付加製造技術とその応用の環境持続可能性を検討する必要があります。エコロジカル・フットプリントの強化に取り組む企業が増える中、AMの持続可能性に勢いがついています。先見の明のある業界リーダーたちは、従業員の製造環境を改善するため新しい無駄削減方法を見つけるとともに、持続可能性を図るため新しい材料利用に関する革新的な方法を見つけるよう従業員を促す課題に直面しています。こうした取り組みの結果、製品や商品、サービスの付加価値が生まれます。本論文では、持続可能な生産システムの構築における付加製造の顕著な効果について議論しました。最後に、本論文は持続可能な開発におけるAMの12の主要な応用を特定しました。付加製造と技術の面での優位性は、主要産業で確立されつつありますが、現在の製造シナリオでは、持続可能性の優位性が明らかになっています。主な目標は、従来の製造技術に比べて付加製造技術の環境利益を決定することです。各産業は環境目標を満たすための適切な技術を決定できるようになっています。



5Gネットワークの需要の高まり及びリアルタイム・クリティカル・アプリケーションの発展の見通しにより、高い帯域幅と高い接続信頼性のある高級アンテナを切実に必要としています。5Gネットワークは主に6GHz以下の周波数帯(「sub-6」と言う)とミリ波を使ってデータ通信を行い、4Gセルラーネットワークの使用周波数よりも遥かに高いため、以前に使用された材料と集積技術をそれに応じて更新する必要があります。この意味で、液晶ポリマー(LCP)は卓越した性質を持って、理想的な高性能マイクロ波・ミリ波(mm-wave)の基材と封入材料に最適であります。具体的に言えば、液晶ポリマーは通常ミリ波周波数帯において良好な熱安定性、低吸水性、安定な誘電率と損失正接を示しているため、学術界と産業界は液晶ポリマーを5Gデバイスに活用することについて、ますます興味が湧いてきました。しかし、液晶ポリマーを5Gに適用する際の化学性質と材料についての総説論文は非常に少ないです。本文には、ポリマー科学とエンジニアリングの視点から、液晶ポリマー材料を5Gネットワークに応用する研究の進捗をまとめた。具体的にh、代表的な液晶ポリマーの重合反応、化学構造をもっと詳しく紹介し、状態・性質・改造・加工に集中し、5Gネットワークの重要デバイスに液晶ポリマーの実際応用を推進できればと思います。



第5世代(5G)移動通信の発展に伴い、電磁障害(EMI)と放射性電子デバイスが人の健康に与える影響が益々大きくなって、電磁障害シールド材料のニーズは日に日に増えています。低密度で、加工しやすく、非常に高い柔軟性などの長所を持っているポリマー系電磁障害シールド材料は、関連業界及び学術界において広範に注目されています。この総説論文には、ポリマーを基材と前駆体にして製作するポリマー系シールド材料の開発状況について系統的に検討し、ポリマー複合材料の構造設計(均質構造、多孔質構造、層状構造と分離構造を含む)を重点に説明します。また、合成・天然ポリマーの派生物にも特別に注目します。最後に、5G時代のポリマー系電磁障害シールド材料の開発における最新動向及びそれについてのガイドラインを提出しました。



低誘電率、低誘電損失の高性能ポリマー材料は、高速通信ネットワークに多く利用されています。この総説論文には、ポリイミド、ポリベンゾキサゾール、ポリアリールエーテル、ポリテトラフルオロエチレン及び各種の多孔質ポリマーを含んだよくあるポリマー材料について簡単に紹介し、良く使われる低誘電率ポリマー製造技術、各種性質及び応用についても討論します。低誘電率材料の理想的な性質と応用要求に基づき、多孔質ポリマー材料を更に開発する可能性を検討します。