最新情報：2023年（1月～6月） / 中野研究室

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最新情報

2023年（1月～6月）

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2023.6.30

【学会】第43回日本骨形態計測学会（2023年6月29日~7月1日：札幌）に参加しています。
2023.6.30

【受賞】日本金属学会第46回技術開発賞受賞に内定しました。
2023.6.29

AM研究会第4回委員会が開催されました。今回は400名を超える多くの皆様のお申込みとご参加をいただき、盛会となりましたこと心より御礼を申し上げます。
2023.6.29

【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters （IF＝3.574）にOA論文として公開されました。
2023.6.29

【解説】レーザ加工学会誌に大規模臨床応用が開始されている骨基質配向性を誘導する椎体スペーサ―に関する解説が掲載されました。
2023.6.28

【新聞】日刊工業新聞に中野研との共同研究に関する記事「阪大、メタネーション触媒を金属積層造形で作製することに成功」が掲載されました。
2023.6.27

【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters （IF＝3.574）に受理されました。
2023.6.23

【プレスリリース】【論文】金属３DPにより「二酸化炭素をメタンにほぼ100%変換できる「金属製自己触媒反応器」～レーザー金属３Dプリンティングで高活性・高選択性・高温耐久性の次世代触媒を作製～」に成功し、大阪大学からプレスリリースされました。同時にAdvanced Functional Materials (IF=19.9)にOAとして掲載されました。
2023.6.21

【論文】Vacuum（IF=4.11）にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が掲載されました。
2023.6.20

【特別講演】中野先生が日本機械学会講習会『機械材料・材料加工のシミュレーションと計測（第3回：金属AMの応用と潮流）』にて特別講演を行いました。
2023.6.19

【記事】工学研究科HPに中野先生が受賞した2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞に関する記事が掲載されました。
2023.6.17

【論文】Materials Transactions（IF＝1.377）にステンレス鋼のµヘリックス法によるプロセスモニタリングの論文が早期公開されました。
2023.6.17

【論文】Dental Materials Journal（IF=2.213）に東京歯科大との協働研究であるアンカースクリュー近傍の骨配向化機構に関する論文が掲載されました。
2023.6.16

【特別講演】中野先生がNIMSにてAMに関する理事長主催特別講演会を行いました。
2023.6.16

【論文】Vacuum（IF=4.11）にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が受理されました。
2023.6.10

【日本MRS】中野先生が（一社）日本MRSの副会長になりました。任期は2年間です。
2023.6.9

【AM研究会】中野先生が委員長を務めるAM研究会の第4回委員会が6月27日(火)にハイブリッド（大阪現地およびオンライン）で開催されます。
2023.6.9

【Science Japan】JST-Crestの中野チームの英語版記事がScience Japanに掲載されています。
2023.6.9

【招待講演】中野先生が、第26回東京工業大学未来産業技術研究所生体医歯工学公開セミナーで講演しました。
2023.6.9

【論文】Metals（IF＝2.695）に溶解性金属間化合物の論文がOA論文として掲載されました。
2023.6.6

【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞を受賞しました。2023年度（一社）粉体粉末冶金協会春季大会（2023年6月6日(火)～8日(木)、会場：早稲田大学国際会議場）にて表彰されました。
2023.6.6

【論文】Metals（IF＝2.695）に溶解性金属間化合物の論文が受理されました。
2023.6.5

【講演】中野先生が異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム（@LINK-J ライフサイエンスハブウエスト、2023年8月2日）にて特別講演を行います。
2023.5.29

【受賞】日本材料学会令和４年度学術奨励賞を小笹先生が受賞しました。
2023.5.27

【BBQ】2019年4月以来中断されていた新入生歓迎BBQが開催され、楽しい時間を過ごしました。参加や差し入れをしてくださったOB/OGにも御礼申し上げます。大変な準備をしてくれたM1の学生さん、ありがとうございました。
2023.5.26

【追悼】経営企画オフィスの先生方に様々な受賞やPJのお手伝いをいただいているので、交流会を実施しました。故粟津邦夫先生や池田雅夫先生につないでいただいたご縁です。粟津先生も天国から参加いただきました。合掌。
2023.5.22

【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology（IF=3.661）に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文がOA論文として掲載されました。
2023.5.21

【PJ会議】Crestナノ力学AM中野チームの対面会議を熊本で行いました。
2023.5.16

【写真】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞授賞式の写真が到着するとともに、工学研究科HPにそのニュースが掲載されました。
2023.5.15

【称号】中野先生が中国の東北大学の"Concurrent Professor (兼職教授)"となりました。
2023.4.30

【論文】SUS316Lステンレス鋼のAMで造形されたX-scanの3次元画像構築に関する論文がJournal of Imagingに掲載されました。
2023.4.24

【報告】西尾総長に市村学術貢献賞受賞のご挨拶をいたしました。
2023.4.23

【論文】J. ImagingにAM論文が受理され、OA論文として公開されます。
2023.4.21

【学会】中野先生が（公社）日本金属学会での会長の2年間の任期を無事終えました。サポートいただいた執行部を含めた会員の皆様に御礼申し上げます。この後引き続き理事を務めます。
2023.4.18

【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行いました。
2023.4.17

【受賞】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞を中野先生が受賞しました。授賞式は東京帝国ホテルで開催され、三笠宮彬子女王がご臨席の元、荘厳に行われました。
2023.4.16

【HP】ヒット数が36万件を突破！
2023.4.15

【講演】中野先生が主として開発に携わったUNIOS PLスペーサ―（帝人ナカシマメディカル（株）製造販売）のお披露目のセミナーが第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会に合わせて札幌で開催されました。
2023.4.14

【新聞】日本経済新聞に中野先生が受賞した市村清新技術財団市村賞に関する記事が掲載されました。
2023.4.12

【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds（JALCOM）（IF＝6.371）にOA論文として掲載されました。
2023.4.7

【新B4配属】4年生が8名（船奥君、宮澤君、小坂君、清水君、山野君、中島君、菊川君、内芝君）配属され、新入生歓迎会を行いました！
2023.4.7

【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds（JALCOM）（IF＝6.371）に受理されました。
2023.4.6

【新M1配属】中野研に中野研学部出身者の6名が配属されました。さらに横浜国大からの推薦入学で鰐渕君が入学し、M1の7名の体制となりました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう！
2023.4.3

【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行います。
2023.4.1

【解説】ASM InternationalのAdvanced Materials ＆ Processes4月号に、大阪大学異方性カスタムデザイン・AM研究開発センターの記事が掲載されました。
2023.3.29

【受賞】日本材料学会第4回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会優秀講演賞を松坂匡晃君が受賞しました。
2023.3.27

【論文】Crystals誌（IF＝2.670）にAdditive Manufacturingで造形されたTi-Zr-Fe合金の熱処理履歴による設計に関する論文が掲載されました。
2023.3.26

【JSTnews】JST-Crestの中野チームの記事が、JSTnews [3月号]に掲載されています。
2023.3.23

【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。
2023.3.23

【卒業】2023年の卒業式が行われました。
2023.3.20

【論文】Ti-Zr-Fe合金のPBFにおける熱履歴の影響に関する関西大との共同研究論文がCrystals（IF=2.670）に受理されました。
2023.3.20

【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞に内定しました。2023年度（一社）粉体粉末冶金協会春季大会（2023年6月6日(火)～8日(木)、会場：早稲田大学国際会議場）にて表彰されます。　
2023.3.19

【学会】中野先生が、（公社）日本金属学会会長として、TMS2023 Annual Meeting ＆ Exhibition (3月19日~3月23日、@San Diego)に参加しています。
2023.3.17

【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology（IF=3.661）に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文が受理されました。
2023.3.14

「AM研究会」の第3回委員会が開催されました。年度末の大変お忙しい時期だったにもかかわらず、会場では約100名、オンラインでは約250名もの産官学の皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。
2023.3.14

【書籍】中野先生が分担執筆した「ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル改訂第4版」が発行されました。
2023.3.13

【受賞】M2の西川侑希君が大阪大学工業会賞を受賞しました。
2023.3.10

【受賞】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞に中野先生が内定しました。授賞式は2023年4月17日に東京帝国ホテルで開催されます。
2023.3.9

【受賞】日本金属学会2023年春期講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞を中野研から2件受賞しました。
2023.3.9

【学会】日本金属学会2023年春期講演(第172回)大会が始まり、会長の中野先生が開会の辞ならびに各賞贈呈式・名誉員推戴式を行いました。
2023.3.7

【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2023年春期講演（第172回）大会（@東京大学現地開催、3月7日～3月10日）に参加しています。
2023.3.6

【書籍】中野先生が編／著の一人である「チタンの基礎と応用」が出版されます。
2023.3.4

【学会】日本バイオマテリアル学会関西ブロック第17回若手研究発表会＠大阪公立大学に参加し、以下の発表を行いました。
2023.2.27

【論文】レーザ積層造形法により造形されたTi-6Al-4Nb-4Zr高温耐熱材料のクリープ特性に関する論文がMaterials Transactionsに受理されました。
2023.2.27

【特別講演】Kim Seong-Woong先生にTiAl合金に関する特別講演を行っていただきました。
2023.2.24

【新聞】日刊工業新聞に中野先生のコメントが掲載されました。
2023.2.22

【来阪】東京大学生産技術研究所所長の岡部先生が来阪されました。
2023.2.22

【行事】中野研の追いコンが開催されました。
2023.2.21

【卒論】卒業論文発表会が行われました。
2023.2.21

【論文】レーザ積層造形法により造形された316Lステンレス鋼の変調構造に関する論文が受理されました。
2023.2.14

【修論】修士論文発表会が行われました。
2023.2.8

【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF＝3.451)に掲載されました。
2023.2.3

【新聞】日刊工業新聞に金属3Dプリンターのガスフロー方向による結晶配向組織制御に関する記事が掲載されました。
2023.2.2

【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping（IF＝10.962)にOA論文として掲載されました。
2023.1.31

【論文】生体環境におけるAMのOCY制御に関する論文が、スマートプロセス学会誌に受理されました。
2023.1.31

【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF＝3.451)に受理されました。
2023.1.25

【論文】溶融池制御によるニッケル単結晶の造形に関する論文が日本ガスタービン学会誌に受理されました。
2023.1.25

【論文】AMでのTi-48Al-2Cr-2Nbの走査速度と力学特性の関係がMaterials Transactions誌（IF＝1.39）に受理されました。
2023.1.20

日本金属学会産学共創研究会「AM研究会」の第2回委員会が開催されました。産学官より会場では約140名、オンラインでは300名を超える皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。皆様とのご協力のもと、オールジャパン体制で今後のAMによる学術発展・産業活性化ならびに学会設立につなげられるよう、取り組んでまいりたいと存じます。
2023.1.17

【新聞】中野先生のコラムが日刊工業新聞に掲載されました。
2023.1.13

【新聞】日刊工業新聞に2022年9月より大規模臨床がスタートした脊椎スペーサーに関する記事が掲載されました。
2023.1.11

【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping（IF＝10.962)にOA論文として受理されました。
2023.1.7

【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。
2023.1.6

株式会社シグマクシスの倉重様、清水様、前川様、桐原様がAMセンターを見学されました。
2023.1.1

【新技術・新製品】UNIOS PL脊椎スペーサーに関する記事がまてりあ1月号に掲載されました。
2023.1.1

【SDGs】SDGsについて（公社）日本金属学会の方針を示しました。
2023.1.1

【金属会長】中野先生が日本金属学会会長としての年頭の挨拶を"まてりあ"に掲載しました。
2023.1.1

【解説・論文】Materials TransactionsにPreface, 中野研関連の軽金属を英文化した5つの解説、3つの論文が掲載されました。
2023.1.1

明けましておめでとうございます。今年も中野研ならびに関連研究室一同一丸となって教育・研究に邁進する所存でございます。引き続きよろしくご指導のほどお願い申し上げます。

2023.6.30

【学会】第43回日本骨形態計測学会（2023年6月29日~7月1日：札幌）に参加しています。

飯村会長、上岡理事、石本先生、帝人ナカシマメディカルの皆さんと中野研のメンバーでの集合写真を撮りました。
2023.6.30

【受賞】日本金属学会第46回技術開発賞受賞に内定しました。

高橋広幸、井上貴之、中島義雄、横田勝彦、伊東　学、松垣あいら、中野貴由：
骨基質配向化誘導を可能としたTi合金製脊椎固定用デバイス(UNIOS PLスペーサー)の開発と製品化、
日本金属学会第46回技術開発賞
2023.6.29

AM研究会第4回委員会が開催されました。今回は400名を超える多くの皆様のお申込みとご参加をいただき、盛会となりましたこと心より御礼を申し上げます。

開会の挨拶（大阪大学大学院工学研究科教授／AM研究会委員長中野貴由）

講演①「世界の自動車業界におけるMulti Jet Fusion活用の最前線」（株式会社日本HP 宮野克哉氏）

（株式会社日本HP 阿部英之氏）

講演②「AMの取り組みと最終製品製作事例」（SOLIZE株式会社太田亨氏）

AMビジネスパネルディスカッション「装置メーカー、サービスビューロー、ユーザーが連携した市場共創アプローチ」

（株式会社日本HP 宮野克哉氏、阿部英之氏SOLIZE株式会社太田亨氏　株式会社シグマクシス桐原慎也氏和田峻一氏）

AMテクノロジートピックス紹介 (大陽日酸株式会社天野宏紀氏)

AMサイエンストピックス紹介 (大阪大学趙研准教授)

閉会のご挨拶 (前川篤副委員長)

第一部会場の様子
2023.6.29

【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters （IF＝3.574）にOA論文として公開されました。

Takuya Ishimoto, Ryoya Suganuma and Takayoshi Nakano*:
Tailoring the crystallographic texture of biomedical metastable β-type Ti-alloy produced via laser powder bed fusion using temperature-field simulations,
Materials Letters, 349, (2023), 134835; 1-4.
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134835

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Abstract
Recently, the use of laser powder bed fusion (LPBF) to create crystallographic textures, such as single-crystal-like and polycrystalline textures, has attracted attention. However, the relationship between the LPBF conditions and the resulting texture is unclear. This study investigates the effects of the LPBF conditions (laser power and scanning speed) on the texture by estimating the solidification behavior using temperature-field simulations. Herein, we show for the first time that laser power and scanning speed negatively and positively affect the so1lidification rate R, respectively, and do not affect the thermal gradient G significantly. Thus, when the laser power decreases and scanning speed increases, the G/R ratio decreases and polycrystal formation is enhanced. This is consistent with practical observations.

Keywords
Laser powder bed fusion, Crystallographic texture, Single crystal, Polycrystal, Temperature simulation
2023.6.29

【解説】レーザ加工学会誌に大規模臨床応用が開始されている骨基質配向性を誘導する椎体スペーサ―に関する解説が掲載されました。

中野貴由、石本卓也、松垣あいら：
骨基質の配向性を標的とした椎間スペーサ―の革新的設計,
レーザ加工学会誌, 30 [2], (2023), 93-96.
2023.6.28

【新聞】日刊工業新聞に中野研との共同研究に関する記事「阪大、メタネーション触媒を金属積層造形で作製することに成功」が掲載されました。

阪大、メタネーション触媒を金属積層造形で作製することに成功：日刊工業新聞、2023年6月28日朝刊、26面、科学技術・大学欄
2023.6.27

【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters （IF＝3.574）に受理されました。

Takuya Ishimoto, Ryoya Suganuma and Takayoshi Nakano*:
Tailoring the crystallographic texture of biomedical metastable β-type Ti-alloy produced via laser powder bed fusion using temperature-field simulations,
Materials Letters, (2023), in press.
2023.6.23

【プレスリリース】【論文】金属３DPにより「二酸化炭素をメタンにほぼ100%変換できる「金属製自己触媒反応器」～レーザー金属３Dプリンティングで高活性・高選択性・高温耐久性の次世代触媒を作製～」に成功し、大阪大学からプレスリリースされました。同時にAdvanced Functional Materials (IF=19.9)にOAとして掲載されました。

Hyo-Jin Kim, Kohsuke Mori*, Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita:
Robust Self-Catalytic Reactor for CO2 Methanation Fabricated by Metal 3D Printing and Selective Electrochemical Dissolution,
Advance Functional Materials, (2023), 2303994; 1-21.
https://doi.org/10.1002/adfm.202303994

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Abstract
The methanation of CO2 has been actively pursued as a practical approach to mitigating global climate change. However, the complexity of the catalyst development process has hindered the development of new catalysts for CO2 methanation; as a result, few catalysts are commercially available. Herein, a multifunctional self-catalytic reactor (SCR) is prepared via metal 3D printing and selective electrochemical dissolution as a method to not only simplify the catalyst development process but also fabricate active catalysts for CO2 methanation. The combination of metal 3D printing and selective electrochemical dissolution is demonstrated as a feasible method to prepare active catalysts for the methanation of CO2 in a short time. In addition, the use of an electrochemical method enables the formation of galvanic cells on the SCR; these cells continuously generate active sites via self-dissolution during a simple refresh process, resulting in high reusability of the SCR. The proposed method represents a new facile technique to fabricate highly reusable catalysts that exhibit superior performance for CO2 methanation, and the results provide a guideline for preparing metal 3D-printed catalysts that will satisfy industrial demand.
2023.6.21

【論文】Vacuum（IF=4.11）にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が掲載されました。

Qiang Li*, Yan Liu, Huanhuan Yu, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Effect of O addition on microstructure and mechanical properties of Ti-Nb alloys with various β stability,
Vacuum, 215, (2023), 112311; 1-7.
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112311

Abstract
To study the effect of O on β-Ti alloys with various β phase stability, Ti-xNb-0.4O (x = 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, mass%) alloys were prepared by arc melting followed by homogenization, hot rolling, and solution treatment. To ensure the O content of the alloys, melting and hot rolling were performed under an Ar atmosphere, and homogenization and solution treatment were performed under vacuum conditions. The mass fractions of O in the Ti-Nb-O alloys were finally accurately controlled in the range of 0.4-0.5%. The phase composition of the alloys was determined by analyzing the X-ray diffraction patterns, the microstructure was observed by optical microscopy, and the mechanical properties were measured by tensile tests. The ω phase and α" phase were found in the solution-treated Ti-30Nb-0.4O. Ti-30Nb-0.4O showed the lowest yield strength owing to the existence of the α" phase. O suppressed ω phase and α" phase transformations during quenching, and showed an obvious solution-strengthening effect. Because the O content of the alloys was essentially the same, the Ti-xNb-0.4O alloys showed similar tensile strengths. The Young's moduli of the alloys ranged from 60 to 69 GPa, and the elongations were all higher than 15%. Particularly, Ti-36Nb-0.4O exhibited desirable mechanical properties, including a Young's modulus of 61 GPa, a tensile strength of 760 MPa, and an elongation of approximately 35%.

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2023.6.20

【特別講演】中野先生が日本機械学会講習会『機械材料・材料加工のシミュレーションと計測（第3回：金属AMの応用と潮流）』にて特別講演を行いました。

中野貴由：
AMチタン系材料科学入門から医療応用までハニカムツリー構造による脊椎ケージの臨床応用、
日本機械学会主催（計算力学部門、機械材料・材料加工部門合同企画）、講習会『機械材料・材料加工のシミュレーションと計測（第3回：金属AMの応用と潮流）』、2023年6月20日(火) 10:55~12:00（特別講演）

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2023.6.19

【記事】工学研究科HPに中野先生が受賞した2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞に関する記事が掲載されました。

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2023.6.17

【論文】Materials Transactions（IF＝1.377）にステンレス鋼のµヘリックス法によるプロセスモニタリングの論文が早期公開されました。

Yuheng Liu, Kazufumi Nose, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Fabrication and Process Monitoring of 316L Stainless Steel by Laser Powder Bed Fusion with µ-Helix Scanning Strategy and Narrow Scanning Line Intervals,
Materials Transactions, (2023), on line.
https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-ME2022006

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Abstract
We first fabricated the single crystal of 316L stainless steel by laser powder bed fusion (L-PBF), focusing on the applicability of the µ-Helix scanning strategy with narrow pitch as a method for obtaining a single crystal. Various combinations of laser power and laser scanning speed were examined. The cubic block samples were orientated to 〈100〉 in the X-laser scanning direction, to 〈110〉 in the Y-laser scanning direction, and to 〈110〉 in the building direction, which is contrary to that obtained by the µ-Helix scanning strategy in electron beam melting (EBM), in which the X- and Y-laser scanning directions are orientated to 〈110〉, and Z-direction is oriented to 〈100〉 direction. Also, it has been demonstrated that melt pool monitoring by on-axis and off-axis dual photodiodes can detect the nonequivalence of ±X-scanning and ±Y-scanning, which is responsible for the unexpected crystal orientation.
2023.6.17

【論文】Dental Materials Journal（IF=2.213）に東京歯科大との協働研究であるアンカースクリュー近傍の骨配向化機構に関する論文が掲載されました。

Tatsuro NISHIMURA, Satoru MATSUNAGA, Masaaki KASAHARA, Norio KASAHARA, Takayoshi NAKANO, Takuya ISHIMOTO, Hitoshi YAMAMOTO, Shinichi ABE, Yasushi NISHII:
The effects of orthodontic anchor screw inserted into the femur of growthphase or mature rats -osteoid formation, bone mineral density, collagen fiber bundles, biological apatite crystal orientation-,
Dental Materials Journal, (2023), in press.
https://doi.org/10.4012/dmj.2022-209

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【Abstract】
The purpose of this study is to investigate the effect of orthodontic anchor screws (OASs) inserted into the femur of growth-phase or mature rats using histological observation and bone structure analysis. The experimental animals are growth-phase (6-week-old) or mature (25-week-old) male Wistar rats. OAS was placed into the point one-third of the femoral length from the proximal end of the femur, and the response of the surrounding bone was observed and measured. The results showed at the OAS bone interface, in growth-phase rats, bone mineral density (BMD) was reduced and the running angle of collagen fiber bundles varied significantly. In mature rats, more osteoid was observed and biological apatite (BAp) crystals showed a different orientation. It was suggested that after the insertion of OASs, bone volume and quality are decreased, but after a sufficient healing period, a new bone micro/nano structure, different from the original structure, are reconstructed.
2023.6.16

【特別講演】中野先生がNIMSにてAMに関する理事長主催特別講演会を行いました。

中野貴由：
金属３Ｄプリンティング（AM）を用いた次世代モノづくり、
理事長主催特別講演会、物質材料研究機構千現地区第一会議室、2023年6月16日(金)15:30～16:30
2023.6.16

【論文】Vacuum（IF=4.11）にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が受理されました。

Qiang Li*, Yan Liu, Huanhuan Yu, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Effect of O addition on microstructure and mechanical properties of Ti-Nb alloys with various β stability,
Vacuum, (2023), in press.
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112311
2023.6.10

【日本MRS】中野先生が（一社）日本MRSの副会長になりました。任期は2年間です。
2023.6.9

【AM研究会】中野先生が委員長を務めるAM研究会の第4回委員会が6月27日(火)にハイブリッド（大阪現地およびオンライン）で開催されます。

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2023.6.9

【Science Japan】JST-Crestの中野チームの英語版記事がScience Japanに掲載されています。

Nakano Group:
Development of a strong and body‐conforming bone biomaterial ‐ Achieved with super multi‐component alloys and laser metal 3D printing,
Science Japan, (2023)
https://sj.jst.go.jp/news/202306/n0609-02j.html
2023.6.9

【招待講演】中野先生が、第26回東京工業大学未来産業技術研究所生体医歯工学公開セミナーで講演しました。

中野貴由：
金属間化合物研究から派生した骨基質配向化誘導医療デバイスの臨床応用、
第26回東京工業大学未来産業技術研究所生体医歯工学公開セミナー「材料とデバイスの最新動向」、東工大蔵前会館くらまえホール、2023年6月9日(招待講演)
2023.6.9

【論文】Metals（IF＝2.695）に溶解性金属間化合物の論文がOA論文として掲載されました。

Koji Hagihara*, Shuhei Shakudo, Toko Tokunaga, Takayoshi Nakano:
Development of Zn-Mg-Ca biodegradable dual-phase alloys,
Metals, 13 [6], (2023), 1095; 1-13.
https://doi.org/10.3390/met13061095

論文はこちら

Abstract
In this paper, in order to achieve the development of a novel biodegradable dual-phase alloy in a Ca-Mg-Zn system, the establishment of the control strategy of degradation behavior of alloys composed of two phases was attempted by the control of alloy composition, constituent phases, and microstructure. By combining two phases with different dissolution behavior, biodegradable alloys are expected to exhibit multiple functions. For example, combining a suitable slow dissolving phase with a faster dissolving second phase may allow for dynamical concavities formation during immersion on the surface of the alloy, assisting the invasion and establishment of bone cells. Without the careful control of the microstructure, however, there is a risk that such dual-phase alloy rapidly collapses before the healing of the affected area. In this study, ten two-phase alloys consisting of various different phases were prepared and their degradation behaviors were examined. Consequently, it was found that by combining the IM3 and IM1 intermetallic phases with the compositions of Ca2Mg5Zn13 and Ca3Mg4.6Zn10.4, the expected degradation behavior can be obtained.
Keywords: biodegradable metallic material; dual-phase alloy; intermetallic compound; degradation behavior
2023.6.6

【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞を受賞しました。2023年度（一社）粉体粉末冶金協会春季大会（2023年6月6日(火)～8日(木)、会場：早稲田大学国際会議場）にて表彰されました。

高橋広幸、伊東学、中野貴由：
「レーザ粉末床溶融結合法による世界初の骨基質配向化誘導脊椎スペーサーの開発・承認・臨床応用」、
2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞
2023.6.6

【論文】Metals（IF＝2.695）に溶解性金属間化合物の論文が受理されました。

Koji Hagihara*, Shuhei Shakudo, Toko Tokunaga, Takayoshi Nakano:
Development of Zn-Mg-Ca biodegradable dual-phase alloys,
Metals, (2023), in press.
2023.6.5

【講演】中野先生が異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム（@LINK-J ライフサイエンスハブウエスト、2023年8月2日）にて特別講演を行います。

中野貴由：
3次元金属積層造形の最前線と骨基質配向性を考慮した脊椎スペーサーへの臨床応用、
異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム　3次元造形がもたらす医療革新、LINK-J ライフサイエンスハブウエスト、2023年8月2日（水）13:18～14:03（特別講演）

PDFはこちら
2023.5.29

【受賞】日本材料学会令和４年度学術奨励賞を小笹先生が受賞しました。

小笹良輔：
生体骨における結晶集合組織形成機序解明と新規生体用金属材料の創製、
令和４年度学術奨励賞、公益財団法人日本材料学会、2023年5月29日

授賞式の様子

上智大学久森教授とともに
2023.5.27

【BBQ】2019年4月以来中断されていた新入生歓迎BBQが開催され、楽しい時間を過ごしました。参加や差し入れをしてくださったOB/OGにも御礼申し上げます。大変な準備をしてくれたM1の学生さん、ありがとうございました。

快晴の中、皆で写真撮影
2023.5.26

【追悼】経営企画オフィスの先生方に様々な受賞やPJのお手伝いをいただいているので、交流会を実施しました。故粟津邦夫先生や池田雅夫先生につないでいただいたご縁です。粟津先生も天国から参加いただきました。合掌。
2023.5.22

【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology（IF=3.661）に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文がOA論文として掲載されました。

島に生息する哺乳類の長寿化の過程を解明ー恐竜研究の手法を応用ー
◆ 捕食者がいない島に長期間隔離されるほど、大人になるまでの期間が長くなり、長寿になることが明らかになりました。
◆ 400年という生物の進化から考えると短期間の隔離でも成長・性成熟期の遅延は起きることが示され、成長の遅延が起きる島嶼動物は外部から捕食者が侵入すると絶滅する可能性が高いことが分かりました。
◆ 恐竜研究の手法を用いることで、生態観察が難しい野生動物でも骨から成長様式や寿命が解析できると期待されます。

Shoji Hayashi*, Mugino O. Kubo*, Marcelo R Sanchez, Hiroyuki Taruno, Masako Izawa, Tsunehiro Shiroma, Takayoshi Nakano and Masaki Fujita:
Variation and process of life history evolution in insular dwarfism as revealed by a natural experiment,
Frontiers in Earth Science-Paleontology, (2023), in press.
https://doi.org/10.3389/feart.2023.1095903

論文はこちら
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2023.5.21

【PJ会議】Crestナノ力学AM中野チームの対面会議を熊本で行いました。

2日間の充実した会議を行いました。各グループ着実に成果を挙げることができています。
2023.5.16

【写真】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞授賞式の写真が到着するとともに、工学研究科HPにそのニュースが掲載されました。

工学研究科のHPはこちら
2023.5.15

【称号】中野先生が中国の東北大学の"Concurrent Professor (兼職教授)"となりました。
2023.4.30

【論文】SUS316Lステンレス鋼のAMで造形されたX-scanの3次元画像構築に関する論文がJournal of Imagingに掲載されました。

Keiya Sugiura, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi*, Fei Sun, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Big-Volume SliceGAN for Improving a Synthetic 3D Microstructure Image of Additive-Manufactured TYPE 316L Steel,
Journal of Imaging, 9 [5], (2023), 90; 1-12.
DOI: https://doi.org/10.3390/jimaging9050090

論文はこちら
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Abstract: A modified SliceGAN architecture was proposed to generate a high-quality synthetic three-dimensional (3D) microstructure image of TYPE 316L material manufactured through additive methods. The quality of the resulting 3D image was evaluated using an auto-correlation function, and it was discovered that maintaining a high resolution while doubling the training image size was crucial in creating a more realistic synthetic 3D image. To meet this requirement, modified 3D image generator and critic architecture was developed within the SliceGAN framework.

Keywords: SliceGAN; generative adversarial network; synthetic 3D image; additive manufacturing; autocorrelation function
2023.4.24

【報告】西尾総長に市村学術貢献賞受賞のご挨拶をいたしました。
2023.4.23

【論文】J. ImagingにAM論文が受理され、OA論文として公開されます。

Keiya Sugiura, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi *, Fei Sun, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Big-volume SliceGAN for improving a synthetic 3D microstructure image of additive-manufactured TYPE 316L steel,
J. Imaging, (2023), in press.
2023.4.21

【学会】中野先生が（公社）日本金属学会での会長の2年間の任期を無事終えました。サポートいただいた執行部を含めた会員の皆様に御礼申し上げます。この後引き続き理事を務めます。

会長の最後の仕事である第87回定時社員総会。吉見副会長（東北大教授）（写真左）、
吉永副会長（日本製鉄フェロー）（写真右）とともに。
2023.4.18

【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行いました。

日本鉄鋼協会日本金属学会九州支部春季講演会
■日時 2023 年 4 月 18 日〔火〕 13:00～17:00
　場所オンライン開催（ ZOOM ）

■春季講演会 13:00～17:00
【1】湯川記念講演会日本鉄鋼協会九州支部主催＜座長：藤村鉄鋼支部長＞
『金属３Ｄプリンティング（ AM ）を用いた次世代モノづくり』
～組織制御による高機能化とその応用～
13:00～14:00
日本金属学会会長大阪大学教授中野貴由氏

【要旨】
金属3Dプリンティング（ AM ）はデジタル時代におけるIoT の申し子ともいうべき最先端プロセスであり，航空宇宙・医療・自動車・エネルギー関連などの社会基盤分野での活用が期待されている本手法は, 金属材料を局所的に溶融・凝固することで複雑形状の付与のみならず原子レベルでの結晶配向をも制御可能な手段として造形物の高機能化を実現する。本講演では金属3Dプリンティングにより初めて実現される新たなモノづくりの基礎と応用, さらには近年臨床応用された骨基質配向化誘導を可能とする脊椎スペーサの開発経緯を紹介する。

詳細のPDFはこちら
2023.4.17

【受賞】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞を中野先生が受賞しました。授賞式は東京帝国ホテルで開催され、三笠宮彬子女王がご臨席の元、荘厳に行われました。

中野貴由：
理工学視点からの骨基質配向機構解明と金属3DPを用いた骨質医療への展開、
市村学術賞貢献賞（The Ichimura Prize in Science for Distinguished Achivement）、公益財団法人市村清新技術財団、2023年4月17日

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受賞内容の説明文の前で

総長代理で授賞式に出席された、田中学副学長（中央）とともに（左：藤井教授、右：中野教授）

功績賞を受賞された幾原教授（東京大学）（中央）とともに
2023.4.16

【HP】ヒット数が36万件を突破！
2023.4.15

【講演】中野先生が主として開発に携わったUNIOS PLスペーサ―（帝人ナカシマメディカル（株）製造販売）のお披露目のセミナーが第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会に合わせて札幌で開催されました。

中野先生が開発の指針について講演しました。
2023.4.14

【新聞】日本経済新聞に中野先生が受賞した市村清新技術財団市村賞に関する記事が掲載されました。

市村清新技術財団　市村賞、日本経済新聞、2023年4月14日朝刊、34面
2023.4.12

【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds（JALCOM）（IF＝6.371）にOA論文として掲載されました。

Xiaoli Zhao*, Rongxin Zhu, Wenke Song, Lei Meng, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Nan Jia, Deliang Zhang:
A strategy to regulate the yield ratio of a metastable high Zr-containing β titanium alloy: Synergistic effects of the β domain, β stability and β/α interfaces by varying the α phase content,
Journal of Alloys and Compounds, 952, (2023), 170024; 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170024

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Abstract
To meet the demands of both processing and serving, to the best of our knowledge, this is the first report exhibiting large range control of the yield ratio from 0.31 to 0.96 with decent elongations over 10% in the same alloy with low-cost thermal treatments. The yield ratio of the metastable Ti-30Zr-5Mo alloy was regulated via adjusting trigger stress of the stress-induced phase transformation and work-hardening ability through changing the α phase content. Materials with acicular α phase of different contents were successfully prepared via low-cost thermal treatment. The effects of the α phase content on the stress-induced α' martensite phase transformation and work hardening behavior were then investigated. In the Ti-30Zr-5Mo alloy with dual phases, due to the crystal difference and element partitioning, the hardness of the α phase is higher than that of the β matrix, and the hardness difference between the phases increases with increasing α phase. In addition to Mo, Zr plays an important role in stabilizing the β phase in high-Zr-containing alloys. Deformation initiates in the β phase of both single-phase and duplex-phase alloys. The deformation mechanism of the β phase is dependent on both the β domain and β stability. Due to the low trigger stress and excellent work hardening ability, stress-induced α' martensite phase transformation is helpful to lower the yield ratio. As the α phase content increases, the trigger stress increases, and when the α phase content increases to 40%, dislocation slip dominates rather than stress-induced α' martensite phase transformation, and a high yield strength of 944 MPa is obtained. The α/β phase interfaces act as effective obstacles to hinder dislocation movement and provide working hardening, and the obstruction effect is more significant with an increase in the hardness difference between the α and β phases. The stress-induced α' phase transformation and/or the deformation coordination between the α and β phases guarantee decent elongations of no less than 10% in the large control of the yield ratio from 0.31 to 0.96 with a yield strength from 254 to 1013 MPa. It paves the way to develop "Unititaniam" alloys for wide possible applications.
2023.4.7

【新B4配属】4年生が8名（船奥君、宮澤君、小坂君、清水君、山野君、中島君、菊川君、内芝君）配属され、新入生歓迎会を行いました！

新B4の8名が配属され、新入生歓迎会を実施しました。ユニークで優秀な学生が入ってきてくれました。今年度の研究室生活も楽しくなりそうです。今年度はコロナ禍も明けそうなのでたくさんのイベントを復活していきます！
2023.4.7

【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds（JALCOM）（IF＝6.371）に受理されました。

Xiaoli Zhao*, Rongxin Zhu, Wenke Song, Lei Meng, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Nan Jia, Deliang Zhang:
A strategy to regulate the yield ratio of a metastable high Zr-containing β titanium alloy: Synergistic effects of the β domain, β stability and β/α interfaces by varying the α phase content,
Journal of Alloys and Compounds, (2023), in press.
2023.4.6

【新M1配属】中野研に中野研学部出身者の6名が配属されました。さらに横浜国大からの推薦入学で鰐渕君が入学し、M1の7名の体制となりました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう！

新M1

朝倉光平君
鰐渕良祐君
田中謙次君
二斗蒔田達也君
森陶子さん
齊藤光郁さん
堀尾尚平君
2023.4.3

【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行います。

日本鉄鋼協会日本金属学会九州支部春季講演会
■日時 2023 年 4 月 18 日〔火〕 13:00～17:00
　場所オンライン開催（ ZOOM ）

■春季講演会 13:00～17:00
【1】湯川記念講演会日本鉄鋼協会九州支部主催＜座長：藤村鉄鋼支部長＞
『金属３Ｄプリンティング（ AM ）を用いた次世代モノづくり』
～組織制御による高機能化とその応用～
13:00～14:00
日本金属学会会長大阪大学教授中野貴由氏

【要旨】
金属3Dプリンティング（ AM ）はデジタル時代におけるIoT の申し子ともいうべき最先端プロセスであり，航空宇宙・医療・自動車・エネルギー関連などの社会基盤分野での活用が期待されている本手法は, 金属材料を局所的に溶融・凝固することで複雑形状の付与のみならず原子レベルでの結晶配向をも制御可能な手段として造形物の高機能化を実現する。本講演では金属3Dプリンティングにより初めて実現される新たなモノづくりの基礎と応用, さらには近年臨床応用された骨基質配向化誘導を可能とする脊椎スペーサの開発経緯を紹介する。

詳細のPDFはこちら
2023.4.1

【解説】ASM InternationalのAdvanced Materials ＆ Processes4月号に、大阪大学異方性カスタムデザイン・AM研究開発センターの記事が掲載されました。

Takayoshi Nakano, Hideyuki Kanematsu:
PROFILES IN MATERIALS SCIENCE, OSAKA UNIVERSITY'S ANISOTROPIC DESIGN & ADDITIVE MANUFACTURING RESEARCH CENTER~Learn about a unique research hub in this fascinating interview with center director,
Advanced Materials ＆ Processes (ASM Inter.), vol. 181 [3], (2023), 28-30.

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2023.3.29

【受賞】日本材料学会第4回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会優秀講演賞を松坂匡晃君が受賞しました。

松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由：
オステオサイトの応力感受を起点とする骨配向化制御を介した力学機能適応、
日本材料学会第4回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会優秀講演賞、オンライン
2023.3.27

【論文】Crystals誌（IF＝2.670）にAdditive Manufacturingで造形されたTi-Zr-Fe合金の熱処理履歴による設計に関する論文が掲載されました。

Masato Ueda*, Chang Ting Hsuan, Masahiko Ikeda, Takayoshi Nakano:
Design of Titanium Alloys Insensitive to Thermal History for Additive Manufacturing,
Crystals, 13(4), (2023), #9568.
DOI: https://doi.org/10.3390/cryst13040568
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Abstract
Powder bed fusion is the most common technology used for 3D printing, where thermal energy is used to selectively melt/sinter granular materials into solid shapes. The build platform is then lowered, more powder is added, and the process is repeated for the next layer to fully print the design. As a result, the built-up part is repeatedly heated. Therefore, materials that are not sensitive to thermal history are preferred for this process. The Ti-Zr system forms a continuous solid solution for both β- and α-phases. The presence of Fe in Ti alloys is inevitable; however, it provides some beneficial effects. The purpose of this work was to prepare Ti-Zr-Fe alloys and investigate their heat treatment behaviour. Ti-xmass%Zr-1mass%Fe alloys (x = 0, 5, 10) were prepared with arc melting. The formation of a solid solution of Zr in Ti was confirmed on the basis of X-ray diffraction peak shifts and hardening effects. A small amount of β-phase precipitation was suggested by the change in electrical resistivity after isothermal ageing at 673 and 773 K. However, no obvious phase or microstructural changes were observed. The laser scanning increased the volume of the precipitates and also coarsened them, but the effect was limited.
Keywords: titanium; zirconium; 3D printing; laser scanning; electrical resistivity
2023.3.26

【JSTnews】JST-Crestの中野チームの記事が、JSTnews [3月号]に掲載されています。

中野グループ：
強くて体になじむ生体骨代替材料を開発～超多成分合金とレーザー金属3Dプリントで実現、
JSTnews, 3月号, NEWS&TOPICS, (2023), pp.15.

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> 科学研究 > 化学材料 > 大阪大学开发出高强度且适应身体的活体骨骼替代材料，通过3D金属打印机制造
https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_newtech/pt20230327000002.html
2023.3.23

【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。

Aira Matsugaki, PhD, Manabu Ito, MD, PhD, Yoshiya Kobayashi, Meng, Tadaaki Matsuzaka, Meng, Ryosuke Ozasa, PhD, Takuya Ishimoto, PhD, Hiroyuki Takahashi, PhD, Ryota Watanabe, Meng, Takayuki Inoue, PhD, Katsuhiko Yokota, BA, Yoshio Nakashima, Meng, Takashi Kaito, MD, PhD, Seiji Okada, MD, PhD, Takao Hanawa, PhD, Yukihiro Matsuyama, MD, PhD, Morio Matsumoto, MD, PhD, Hiroshi Taneichi, MD, PhD, Takayoshi Nakano*, PhD:
Innovative design of bone quality-targeted intervertebral spacer: Accelerated functional fusion guiding oriented collagen/apatite microstructure without autologous bone graft,
The Spine Journal, 23, (2023), 609-620.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.spinee.2022.12.011
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[Abstract]
●BACKGROUND CONTEXT
Although autologous bone grafting is widely considered as an ideal source for interbody fusion, it still carries a risk of nonunion. The influence of the intervertebral device should not be overlooked. Requirements for artificial spinal devices are to join the vertebrae together and recover the original function of the spine rapidly. Ordered mineralization of apatite crystals on collagen accelerates bone functionalization during the healing process. Particularly, the stable spinal function requires the ingrowth of an ordered collagen and apatite matrix which mimics the intact intervertebral microstructure. This collagen and apatite ordering is imperative for functional bone regeneration, which has not been achieved using classical autologous grafting.
●PURPOSE
We developed an intervertebral body device to achieve high stability between the host bone and synthesized bone by controlling the ordered collagen and apatite microstructure.
●STUDY DESIGN
This was an in vivo animal study.
●METHODS
Intervertebral spacers with a through-pore grooved surface structure, referred to as a honeycomb tree structure, were produced using metal 3D printing. These spacers were implanted into normal sheep at the L2-L3 or L4-L5 disc levels. As a control group, grafting autologous bone was embedded. The mechanical integrity of the spacer/bone interface was evaluated through push-out tests.
●RESULTS
The spacer with honeycomb tree structure induced anisotropic trabecular bone growth with textured collagen and apatite orientation in the through-pore and groove directions. The push-out load of the spacer was significantly higher than that of the conventional autologous graft spacer. Moreover, the load was significantly correlated with the anisotropic texture of the newly formed bone matrix.
●CONCLUSIONS
The developed intervertebral spacer guided the regenerated bone matrix orientation of collagen and apatite, resulting in greater strength at the spacer/host bone interface than that obtained using a conventional gold-standard autologous bone graft.
●CLINICAL SIGNIFICANCE
Our results provide a foundation for designing future spacers for interbody fusion in human.

[Keywords]
Bone quality, Collagen and apatite orientation, Intervertebral spacer, Push-out strength, Spinal fusion, Through-pore grooved surface structure
2023.3.23

【卒業】2023年の卒業式が行われました。

本日、博士前期課程修了式、学部卒業式が行われました。
M2 GUPTA君、田中君、西川君、眞鍋君、三浦君、B4 朝倉君、足立君、田中君、二斗蒔田君、森さん、齊藤さん、堀尾君ご卒業おめでとうございます。皆様、立派な学生生活を終えました。社会で益々ご活躍ください！
2023.3.20

【論文】Ti-Zr-Fe合金のPBFにおける熱履歴の影響に関する関西大との共同研究論文がCrystals（IF=2.670）に受理されました。

Masato Ueda*, Chang Ting hsuan, Masahiko Ikeda, Takayoshi Nakano
Design of Titanium Alloys Insensitive to Thermal History for Additive Manufacturing,
Crystals, (2023), in press.
2023.3.20

【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞に内定しました。2023年度（一社）粉体粉末冶金協会春季大会（2023年6月6日(火)～8日(木)、会場：早稲田大学国際会議場）にて表彰されます。　

高橋広幸、伊東学、中野貴由：
「レーザ粉末床溶融結合法による世界初の骨基質配向化誘導脊椎スペーサーの開発・承認・臨床応用」、
2022年度（一社）粉体粉末冶金協会第41回技術進歩賞
2023.3.19

【学会】中野先生が、（公社）日本金属学会会長として、TMS2023 Annual Meeting ＆ Exhibition (3月19日~3月23日、@San Diego)に参加しています。
2023.3.17

【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology（IF=3.661）に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文が受理されました。

Shoji Hayashi*, Mugino O. Kubo*, Marcelo R Sanchez, Hiroyuki Taruno, Masako Izawa, Tsunehiro Shiroma, Takayoshi Nakano and Masaki Fujita:
Variation and process of life history evolution in insular dwarfism as revealed by a natural experiment,
Frontiers in Earth Science-Paleontology, (2023), in press.

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2023.3.14

「AM研究会」の第3回委員会が開催されました。年度末の大変お忙しい時期だったにもかかわらず、会場では約100名、オンラインでは約250名もの産官学の皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。

開会の挨拶（大阪大学大学院工学研究科教授／日本金属学会会長／AM研究会委員長　中野貴由）

　

講演①　最新金属AM技術-DfAM・品質保証の重要性-（三菱重工業株式会社フェローアドバイザー　石出孝）

　

講演②　欧米における最先端の金属AM事例とGE Additiveの取り組み（GE Additive Chief Commercial Officer　Alain Dupont）

　

講演③　ファイナンス会社がなぜ造形受託サービス？～オリックス・レンテックのAM事業が国内AM普及に貢献できること～（オリックス・レンテック株式会社執行役員事業戦略本部長／一般社団法人 AM協会副会長　小林剛輝）

　

パネルディスカッション「AM技術普及に向けた課題と解決に向けた方向性」（オリックス・レンテック株式会社小林剛輝、シグマクシスディレクター桐原慎也、プリンシパル和田峻一）

　

AMテクノロジートピックス紹介 ①（名古屋工業大学萩原幸司教授）

　

AMサイエンストピックス紹介 ①（富山大学石本卓也教授）

　

AM研究会来期活動（AM研究会事務局）

　　

閉会のご挨拶と場所移動のご案内（前川篤副委員長）

　

会場の様子。万全の感染症防止対策のもと、多くの方々に現地参加をいただきました。
2023.3.14

【書籍】中野先生が分担執筆した「ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル改訂第4版」が発行されました。

中野貴由（分担）：
ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル改訂第4版、
編集古薗勉・岡田正弘、秀潤社、GAAKEN、2023年3月14日第1刷発行
2023.3.13

【受賞】M2の西川侑希君が大阪大学工業会賞を受賞しました。

西川侑希：
金属3Dプリンティングによる生体用ハイエントロピー合金の高機能性発現、
令和5年度大阪大学工業会賞
2023.3.10

【受賞】第55回（2022年度）市村学術賞貢献賞に中野先生が内定しました。授賞式は2023年4月17日に東京帝国ホテルで開催されます。

中野貴由：
理工学視点からの骨基質配向機構解明と金属3DPを用いた骨質医療への展開、
市村学術賞貢献賞（The Ichimura Prize in Science for Distinguished Achivement）、公益財団法人市村清新技術財団、2023年4月17日

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2023.3.9

【受賞】日本金属学会2023年春期講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞を中野研から2件受賞しました。

齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由：
破骨細胞-骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化制御、
日本金属学会2023年春季講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞、東京大学

森陶子、松垣あいら、中野貴由：
チタン表面溝構造による細胞配列化制御、
日本金属学会2023年春季講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞、東京大学
2023.3.9

【学会】日本金属学会2023年春期講演(第172回)大会が始まり、会長の中野先生が開会の辞ならびに各賞贈呈式・名誉員推戴式を行いました。

中野研究室特任教授の新家光雄先生（東北大学名誉教授）と福富洋志先生（横浜国立大学名誉教授）が名誉員章を贈呈されました。

中野会長の開会の辞



推薦状・名誉員章贈呈　新家光雄先生　

推薦状・名誉員章贈呈福富洋志先生
2023.3.7

【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2023年春期講演（第172回）大会（@東京大学現地開催、3月7日～3月10日）に参加しています。

公募シンポジウム講演
〇當代光陽、髙橋凪、川堀龍、永瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由
生体用Bcc型TiNbTaZrMoハイエントロピー合金における等軸デンドライト組織とヤング率の制御

一般講演
〇趙研、林竜弘、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由
金属3Dプリント製β相含有TiAl合金のナノラメラ組織を利用した高強度化

〇田中幸樹、趙研、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由
金属3Dプリント製β相含有TiAl合金の高温疲労挙動

〇中本将嗣、趙研、安田弘行、中野貴由
TiAl合金の電子ビーム積層造形法におけるニューラルネットワークを用いた寸法誤差、欠陥率の予測

〇亀野航、奥川将行、小西宏和、小泉雄一郎、中野貴由
付加製造用電子ビーム照射によるAl2O3の溶融・凝固

〇王雷、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由
TiNi coating on commercially pure Ti substrate by multi-track electron beam scanning

〇孫飛、小川登志男、足立吉隆、佐藤和久、高木空、宮本吾郎、鈴木飛鳥、山中晃徳、中田伸生、石本卓也、中野貴由、小泉雄一郎
Modulated structure formation in dislocation cells in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion

〇佐藤和久、高木空、市川聡、石本卓也、中野貴由
透過電子顕微鏡によるSUS316L鋼LPBF材の微細組織と溶質偏析の観察

〇柳玉恒、泉川大智、奥川将行、佐藤和久、小泉雄一郎、中野貴由
付加製造用レーザー照射により生じる過剰空孔がFe-Cr-Co合金のスピノーダル分解へ与える影響

〇Kim Hyojin、森浩亮、中野貴由、山下弘巳
Hastelloy X-based self-catalytic reactor for CO2 methanation fabricated by metal 3D printing and electrochemical dealloying

〇松垣あいら、田中健嗣、Gokcekaya Ozkan、中野貴由：
チタン表面構造による幹細胞分化制御と骨基質配向化

〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由：
オステオサイトの応力感受に基づく骨配向化制御を介した力学機能適応

〇大原秀真、松坂匡晃、松垣あいら、石本卓也、黒田有希子、松尾光一、中野貴由：
耳小骨アパタイト配向化による聴覚機能の制御機序

〇小笹良輔、Gupta Mridul、柳谷彰彦、上田正人、野村直之、中野貴由：
PBF-LB/Mによる銅合金の創製と高機能化

ポスター発表
〇新井太一、井筒大誠、藤井進、吉矢真人、石本卓也、中野貴由
Phase-Field法によるAM急冷凝固初期のβ-Ti柱状晶競合

○齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由：
破骨細胞-骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化制御

○森陶子、松垣あいら、中野貴由：
チタン表面溝構造による細胞配列化制御
2023.3.6

【書籍】中野先生が編／著の一人である「チタンの基礎と応用」が出版されます。

新家光雄・池田勝彦・成島尚之・中野貴由・細田秀樹編著：
チタンの基礎と応用、
A5 判・464 頁・定価 9,350 円（本体8500 円）

詳細はこちら
内容案内はこちら
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2023.3.4

【学会】日本バイオマテリアル学会関西ブロック第17回若手研究発表会＠大阪公立大学に参加し、以下の発表を行いました。

口頭
・松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
「オステオサイトの応力感受に応じた骨配向化制御による機能適応」

ポスター
・齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由
「破骨細胞―骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化モデルの構築」

・森陶子、松垣あいら、中野貴由
「骨配向化誘導のための金属表面溝構造による細胞配列化制御」

齋藤さんが、優秀ポスター発表賞を受賞しました。

授賞式にて

東京大学名誉教授で、大阪大学特任教授としてご指導頂いている石原一彦先生（写真左）とともに
2023.2.27

【論文】レーザ積層造形法により造形されたTi-6Al-4Nb-4Zr高温耐熱材料のクリープ特性に関する論文がMaterials Transactionsに受理されました。

Yoko Yamabe-Mitarai*, Takashi Inoue, Tomoki Kuroda, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Tetsuya Matsunaga, Tsutomu Ito, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Creep behavior of Ti-6Al-4Nb-4Zr fabricated by powder bed fusion using a laser beam,
Materials Transactions, (2023), In press.
2023.2.27

【特別講演】Kim Seong-Woong先生にTiAl合金に関する特別講演を行っていただきました。

Dr. Seong-Woong Kim
Development of TiAl alloys for gas turbine engines
Titanium Department, Korea Institute of Materials Science, Changwon 642-831, South Korea

日時：2月27日（月）　13:30-15:00
場所：記念館研修室

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講演のようす

集合写真（写真撮影時のみマスクを外しました）
2023.2.24

【新聞】日刊工業新聞に中野先生のコメントが掲載されました。

大阪・八尾で再生医療貢献　事業大転換　けん引、日刊工業新聞、2月24日朝刊、27面
2023.2.22

【来阪】東京大学生産技術研究所所長の岡部先生が来阪されました。

左から、宮林先生、岡部先生、中野先生。
2023.2.22

【行事】中野研の追いコンが開催されました。

中野研恒例の追いコンを実施しました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、オンラインと対面のハイブリッド形式で盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しておりますし、気軽に立ち寄ってもらえたらと思います。
本当にお疲れ様でした。

（写真撮影時のみマスクを外しました）
2023.2.21

【卒論】卒業論文発表会が行われました。

中野研の7名（朝倉光平君、足立光君、田中謙次君、二斗蒔田達也君、森陶子さん、齊藤光郁さん、堀尾尚平君）が卒業論文発表をしました。B4の皆さん、お疲れさまでした。

写真撮影時のみマスクを外しました
2023.2.21

【論文】レーザ積層造形法により造形された316Lステンレス鋼の変調構造に関する論文が受理されました。

Fei Sun, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Shunya Takagi, Goro Miyamoto, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Modulated structure formation in dislocation cells in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion,
Materials Transactions, (2023), in press.
2023.2.14

【修論】修士論文発表会が行われました。

中野研の5名（GUPTA MRIDUL君、田中健嗣君、西川侑希君、眞鍋光喜君、三浦涼靖君）が修士論文の発表をしました。M2の皆さん、お疲れ様でした。
2023.2.8

【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF＝3.451)に掲載されました。

Soung Yeoul Ahn, Sang Guk Jeong, Eun Seong Kim, Suk Hoon Kang, Jungho Choe, Joo Young Ryu, Dae Woon Choi, Jin Seok Lee, Jung‑Wook Cho, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim:
Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Recycled Zircaloy‑4,
Metals and Materials International, (2023), online.
DOI: https://doi.org/10.1007/s12540-023-01400-2
2023.2.3

【新聞】日刊工業新聞に金属3Dプリンターのガスフロー方向による結晶配向組織制御に関する記事が掲載されました。

雰囲気ガスのフロー方向　3D造形の強度制御　阪大など確認、日刊工業新聞、2023年2月3日朝刊、科学技術・大学欄（23面）
2023.2.2

【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping（IF＝10.962)にOA論文として掲載されました。

Hiroki Amano, Takuya Ishimoto, Koji Hagihara, Ryoya Suganuma, Keisuke Aiba, Shi-Hai Sun, Pan Wang, Takayoshi Nakano*:
Impact of gas flow direction on the crystallographic texture evolution in laser powder bed fusion,
Virtual and Physical Prototyping, (2023), online.

PDFはこちら
2023.1.31

【論文】生体環境におけるAMのOCY制御に関する論文が、スマートプロセス学会誌に受理されました。

松垣あいら*、松坂匡晃、田中健嗣、三浦涼靖、大原秀真、丹羽陽一朗、小笹良輔、Ozkan Gokcekaya、中野貴由*：
生体環境適用に向けた3Dプリンティングによる骨細胞制御、
スマートプロセス学会誌、12 [4], (2023), in press.
2023.1.31

【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF＝3.451)に受理されました。

Soung Yeoul Ahn, Sang Guk Jeong, Eun Seong Kim, Suk Hoon Kang, Jungho Choe, Joo Young Ryu, Dae Woon Choi, Jin Seok Lee, Jung-Wook Cho, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim:
Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Recycled Zircaloy-4,
Metals and Materials International, (2023), in press.
2023.1.25

【論文】溶融池制御によるニッケル単結晶の造形に関する論文が日本ガスタービン学会誌に受理されました。

北嶋具教、ジョディデニス、小泉雄一郎、中野貴由、渡邊誠：
レーザ粉末床溶融結合法における溶融池形状制御によるニッケル単結晶の造形、
日本ガスタービン学会誌、(2023)、in press.
2023.1.25

【論文】AMでのTi-48Al-2Cr-2Nbの走査速度と力学特性の関係がMaterials Transactions誌（IF＝1.39）に受理されました。

Ken Cho, Masahiro Sakata, Hiroyuki Yasuda*, Mitsuharu Todai, Minoru Ueda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Effect of scan speed on microstructure and tensile properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloys fabricated via additive manufacturing,
Materials Transactions, (2023), in press.
2023.1.20

日本金属学会産学共創研究会「AM研究会」の第2回委員会が開催されました。産学官より会場では約140名、オンラインでは300名を超える皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。皆様とのご協力のもと、オールジャパン体制で今後のAMによる学術発展・産業活性化ならびに学会設立につなげられるよう、取り組んでまいりたいと存じます。

開会の挨拶（大阪大学大学院工学研究科教授／日本金属学会会長／AM研究会委員長中野貴由）

　　　

粉末製造プロセスを基板としたデジタル製造システムの開発（三菱重工業（株）エナジードメインエナジートランジション＆パワー事業本部 GTCC事業部 AM事業室主幹技師（工学博士）今野晋也）

　

AM/3Dプリンティング最新動向 ~欧州展示会・研究機関取材報告から~（一般社団法人日本3Dプリンティング産業技術協会常務理事・研究員松岡司）

　　

「光応用技術で、モノづくりに革新をもたらす。」ニコンの材料加工事業への取り組み（株式会社ニコン代表取締役兼社長執行役員馬立稔和）

　　

今後の展望について（株式会社シグマクシスディレクター／AM研究会事務局桐原慎也）

　　

閉会のご挨拶（大阪大学招聘教授／株式会社シグマクシス　シニアフェロー／AM研究会副委員長前川篤）

　

会場の様子。万全の感染症防止対策のもと、多くの方々に現地参加をいただきました。
2023.1.17

【新聞】中野先生のコラムが日刊工業新聞に掲載されました。

明るい社会願う、日刊工業新聞、2023年1月17日朝刊、科学技術・大学欄（27面）レーザー
2023.1.13

【新聞】日刊工業新聞に2022年9月より大規模臨床がスタートした脊椎スペーサーに関する記事が掲載されました。

初期高強度化仕組み解明　脊椎スペーサー　阪大など　身体・金銭面負担軽く、日刊工業新聞、2023年1月13日朝刊、科学技術・大学欄（19面）

PDFはこちら
2023.1.11

【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping（IF＝10.962)にOA論文として受理されました。

Hiroki Amano, Takuya Ishimoto, Koji Hagihara, Ryoya Suganuma, Keisuke Aiba, Shi-Hai Sun, Pan Wang, Takayoshi Nakano*:
Impact of gas flow direction on the crystallographic texture evolution in laser powder bed fusion,
Virtual and Physical Prototyping, (2023), in press.
2023.1.7

【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。

Aira Matsugaki, PhD, Manabu Ito, MD, PhD, Yoshiya Kobayashi, Meng, Tadaaki Matsuzaka, Meng, Ryosuke Ozasa, PhD, Takuya Ishimoto, PhD, Hiroyuki Takahashi, PhD, Ryota Watanabe, Meng, Takayuki Inoue, PhD, Katsuhiko Yokota, BA, Yoshio Nakashima, Meng, Takashi Kaito, MD, PhD, Seiji Okada, MD, PhD, Takao Hanawa, PhD, Yukihiro Matsuyama, MD, PhD, Morio Matsumoto, MD, PhD, Hiroshi Taneichi, MD, PhD, Takayoshi Nakano*, PhD:
Innovative design of bone quality-targeted intervertebral spacer: Accelerated functional fusion guiding oriented collagen/apatite microstructure without autologous bone graft,
The Spine Journal, 2022, in press.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.spinee.2022.12.011
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[Abstract]
●BACKGROUND CONTEXT
Although autologous bone grafting is widely considered as an ideal source for interbody fusion, it still carries a risk of nonunion. The influence of the intervertebral device should not be overlooked. Requirements for artificial spinal devices are to join the vertebrae together and recover the original function of the spine rapidly. Ordered mineralization of apatite crystals on collagen accelerates bone functionalization during the healing process. Particularly, the stable spinal function requires the ingrowth of an ordered collagen and apatite matrix which mimics the intact intervertebral microstructure. This collagen and apatite ordering is imperative for functional bone regeneration, which has not been achieved using classical autologous grafting.
●PURPOSE
We developed an intervertebral body device to achieve high stability between the host bone and synthesized bone by controlling the ordered collagen and apatite microstructure.
STUDY DESIGN
This was an in vivo animal study.
●METHODS
Intervertebral spacers with a through-pore grooved surface structure, referred to as a honeycomb tree structure, were produced using metal 3D printing. These spacers were implanted into normal sheep at the L2–L3 or L4–L5 disc levels. As a control group, grafting autologous bone was embedded. The mechanical integrity of the spacer/bone interface was evaluated through push-out tests.
●RESULTS
The spacer with honeycomb tree structure induced anisotropic trabecular bone growth with textured collagen and apatite orientation in the through-pore and groove directions. The push-out load of the spacer was significantly higher than that of the conventional autologous graft spacer. Moreover, the load was significantly correlated with the anisotropic texture of the newly formed bone matrix.
●CONCLUSIONS
The developed intervertebral spacer guided the regenerated bone matrix orientation of collagen and apatite, resulting in greater strength at the spacer/host bone interface than that obtained using a conventional gold-standard autologous bone graft.
●CLINICAL SIGNIFICANCE
Our results provide a foundation for designing future spacers for interbody fusion in human.

[Keywords]
Bone quality, Collagen and apatite orientation, Intervertebral spacer, Push-out strength, Spinal fusion, Through-pore grooved surface structure
2023.1.6

株式会社シグマクシスの倉重様、清水様、前川様、桐原様がAMセンターを見学されました。

F2棟エントランス前にて（左から、倉重会長、中野先生、前川シニアフェロー、小笹先生、松崎先生、桐原ディレクター、清水顧問）
2023.1.1

【新技術・新製品】UNIOS PL脊椎スペーサーに関する記事がまてりあ1月号に掲載されました。

高橋広幸、井上貴之、中島義雄、横田勝彦、伊東　学、松垣あいら、中野貴由：
骨基質配向化誘導を可能としたTi合金製脊椎固定用デバイス(UNIOS® PLスペーサー)の開発と製品化,
まてりあ、62 [1], (2023), pp. 58-60.
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2023.1.1

【SDGs】SDGsについて（公社）日本金属学会の方針を示しました。

中野貴由：
公益社団法人日本金属学会におけるSDGsへの対応強化について、
まてりあ、62 [1], (2023), pp.6.
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2023.1.1

【金属会長】中野先生が日本金属学会会長としての年頭の挨拶を"まてりあ"に掲載しました。

中野貴由：
年頭のご挨拶　―postコロナ時代に持続的に発展する学会として―
まてりあ、62 [1], (2023), pp.2-3.
https://www.jim.or.jp/journal/m/62/01/index.html
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2023.1.1

【解説・論文】Materials TransactionsにPreface, 中野研関連の軽金属を英文化した5つの解説、3つの論文が掲載されました。

[Preface]
Mitsuo Niinomi, Masahiko Ikeda, Yoko Yamabe-Mitarai, Hideki Hosoda, Takuya Ishimoto, Sengo Kobayashi, Takao Hanawa, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
PREFACE, Special Issue on Recent Research and Development in the Processing, Microstructure, and Properties of Titanium and Its Alloys
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 1.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MPR2023901
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[Review]
(1) Hiroki Amano*, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Review -- Importance of Atmospheric Gas Selection in Metal Additive Manufacturing: Effects on Spatter, Microstructure, and Mechanical Properties,
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 2-9.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022005
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Abstract
In metal additive manufacturing, it is possible to control the microstructure and the associated mechanical and chemical properties of metal products over a wide range. For example, in laser powder bed fusion (L-PBF), the laser process parameters are considered critical for the fabrication of functional parts. However, the effect of atmospheric gas on L-PBF has not yet been comprehensively documented. In L-PBF, gas flow is used to remove spatter and fumes, preventing degradation of quality due to laser attenuation and spatter contamination of the fabricated product. Thus, the use of atmospheric gas is inevitable in fabrication via L-PBF. In this review, we focus on the use of atmospheric gas in L-PBF, explain the effects of atmospheric gas on the microstructure and mechanical properties of fabricated products, and describe the importance of selecting the right atmospheric gas.

(2) Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Review -- Microstructural Control and Functional Enhancement of Light Metal Materials via Metal Additive Manufacturing
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 10-16.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022007
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Abstract
Additive manufacturing (AM) has been attracting a great deal of attention in both academia and industry in recent years as a technology that could bring innovation to manufacturing. AM was originally developed as a method specialized in fabricating three-dimensional structures by the additive manner. However, in reality, a huge number of parameters involved in AM has a significant effect on the microstructure and the resulting physicochemical properties of the metallic material. Therefore, in very recent years, metal AM is being recognized as a technology for controlling the microstructure of metals rather than its shape. In addition, AM can even customize the microstructure of each site by applying locally controlled heat energy. The ability to simultaneously control complex shapes and microstructures will add even higher value to lightweight metal materials. This paper describes the potential of metal AM to control material and shape properties that dictates the essential mechanical properties of the product with introducing latest results.

(3) Aya Takase*:
Residual Stress and Phase Stability of Titanium Alloys Fabricated by Laser and Electron Beam Powder Bed Fusion Techniques
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 17-24.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022004
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Abstract
Additively manufactured metal parts often have a high level of residual stress and can exhibit complex crystalline phase properties due to the rapid cooling nature of their fabrication process. X-ray diffraction (XRD) is a non-destructive technique that can characterize both the residual stress and the crystalline phase properties in detail. However, XRD is an ex-situ measurement and provides only the final state of the manufactured parts. In this article, a method that combines the XRD analyses and numerical simulation of the thermal history during the manufacturing process is reviewed with two examples of titanium alloys fabricated by laser and electron beam powder fusion techniques.

(4) Aira Matsugaki*, Tadaaki Matsuzaka, Takayoshi Nakano:
Review--Metal Additive Manufacturing of Titanium Alloys for Control of Hard Tissue Compatibility
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 25-30.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022012
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Abstract
Metal additive manufacturing is a powerful tool for providing the desired functional performance of hard tissue biomaterials through a three-dimensional structural design. It is essential to use the interactions between living organisms and materials for functional hard tissue reconstruction. In particular, anisotropic high-performance materials that imitate bone tissue properties are required for regaining bone functionality based on collagen/apatite microstructure. This review article describes the current development of controlling hard tissue compatibility by additive manufacturing of titanium alloys, including our recent findings on the bone medical devices for guiding the anisotropic bone microstructure.

(5) Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Review -- Research and Development of Titanium-Containing Biomedical High Entropy Alloys (BioHEAs) Utilizing Rapid Solidification via Laser-Powder Bed Fusion
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 31-36.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022011
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Abstract
High entropy alloys (HEAs) have been developed as a new class of structural materials that consist of multicomponent elements with an approximately equiatomic ratio for increasing the mixing entropy to stabilize the solid solution phase. HEA for biomedical applications (BioHEA) was first developed in Japan; HEA comprising nonbiotoxic elements was specifically designed, demonstrating excellent mechanical properties and biocompatibility. However, elemental segregation, often observed in BioHEAs, hinders the inherent functions derived from high entropy effects and solid solution hardening. In this review article, elemental homogenization and functionalization of BioHEAs utilized by ultra-rapid cooling via laser-powder bed fusion and the characteristics of these BioHEAs, especially focusing on their excellent properties for biomedical applications, are introduced.

[Original article]
(1) Masayuki Okugawa, Yusuke Isono, Yuichiro Koizumi*, Takayoshi Nakano:
Raking Process for Powder Bed Fusion of Ti-6Al-4V Alloy Powder Analyzed by Discrete Element Method
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 37-43.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022010
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Abstract
In order to avoid the formation of defects in additive manufacturing (AM) by powder bed fusion (PBF) process, it is crucial to understand the relationship between the quality of powder bed and a powder spreading process. In this study, the influences of conditions of powder raking process on the densities and homogeneity of powder bed have been examined by computer simulation using Discrete Element Method (DEM) and experiment of powder bed formation using a blade-type spreader for Ti-6Al-4V powder by way of example. The results were analyzed with a special focus on the effects of the relative size of powder particles with respect to the gap between the blade and the build platform. It has been clearly shown that the gap needs to be larger than the upper bound of the distribution of powder particles diameter to obtain a high-density powder bed. The DEM simulation indicated that the blade can sweep even powder particles that are not in direct contact with the blade when the powder particles are in a close-packed tetragonal configuration. This is the probable reason for the experimental fact that powder particles smaller than half of the gap are suitable for PBF.

(2) Ken Cho, Naohide Morita, Hiromasa Matsuoka, Hiroyuki Y. Yasuda*, Mitsuharu Todai, Minoru Ueda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Influence of Input Energy Density on Morphology of Unique Layered Microstructure of γ-TiAl Alloys Fabricated by Electron Beam Powder Bed Fusion
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 44-49.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022015
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Abstract
Microstructure and tensile properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb (at%) rods fabricated by electron beam powder bed fusion (EB-PBF) process were investigated by changing input energy density (ED) which is one of the important factors affecting formation of the melt pool. We found that unique layered microstructure consisting of an equiaxed γ grain layer (γ band) and a duplex region can be formed by EB-PBF with ED in the range of 13 to 31 J/mm3. It is interesting to note that the width of the γ band and the volume fraction of the γ phase in the duplex region decrease with increasing ED. On the other hand, the α2/γ lamellar grain in the duplex region increases with increasing ED. These morphological changes in the layered microstructure are attributed to variation of temperature distribution from melt pool caused by increasing ED. Moreover, we also found for the first time the strength of the alloys can be improved by decreasing width of the γ band and increasing of the α2/γ lamellar grain in the duplex region. Whereas, the width of the γ band and the fraction of the equiaxed γ grain in the duplex region should be increased to enhance ductility of the alloys.

(3) Tomoki Kuroda, Haruki Masuyama, Yoshiaki Toda, Tetsuya Matsunaga, Tsutomu Ito, Makoto Watanabe, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Masayuki Shimojo, Yoko Yamabe-Mitarai:
Microstructure Evolution and High-Temperature Mechanical Properties of Ti-6Al-4Nb-4Zr Fabricated by Selective Laser Melting
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 95-103.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022021
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Abstract
Ti-6Al-4Nb-4Zr (mass%) was prepared by selective laser melting (SLM) under various conditions, and the microstructure evolution resulting from SLM processing and subsequent heat treatments was investigated. The effects of the unique SLM-induced microstructure on the high-temperature compressive strength and creep properties of the samples were then elucidated. Under rapid cooling conditions, the martensitic structure formed in a scale-like pattern, with a 100 µm in size, consistent with the laser scanning pattern. By contrast, under slow cooling conditions, the α/β lamellar structure formed in β grains with a 300 µm grain size instead of in a scale-like pattern. The martensitic structure drastically changed to a Widmanstätten structure during heat treatment. The equiaxed α phase also formed at the interface of the scale-like patterns. By contrast, the α/β lamellar structure did not exhibit a change in response to heat treatment. The compressive strength of the SLM samples was governed by the martensite α size and the grain size, both of which depended on the cooling rate. The dominant creep deformation mechanism at 600°C and under a loading stress of 137 MPa was grain boundary sliding. The creep life depended on the grain size. The HIP treatment improved the creep life because it eliminated pores introduced by the SLM process.
2023.1.1

明けましておめでとうございます。今年も中野研ならびに関連研究室一同一丸となって教育・研究に邁進する所存でございます。引き続きよろしくご指導のほどお願い申し上げます。