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2024.1.1
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2024.1.1
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2024.5.1
【論文】Advanced Healthcare Materials（IF=10.0）に多孔性ハイドロキシアパタイト剥離性固体接着剤としての効果を見出した論文が受理されました。
M. Okada, S. C. Xie, Y. Kobayashi, H. Yanagimoto, D. Tsugawa, M. Tanaka, T. Nakano, T. Fukumoto, T. Matsumoto:
Water-mediated on-demand detachable solid-state adhesive of porous hydroxyapatite plate for internal organ retractions,
Advanced Healthcare Materials, (2024), accepted.
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2024.4.29
【論文】レーザ金属積層造形による純Crのき裂形成と配向組織形成に関する走査速度の効果に関する論文がMaterials（IF=3.4）にOAとして掲載されました。
Yong Seong Kiｍ, Ozkan Gokcekaya*, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Effect of Laser Scan Speed on Defects and Texture Development of Pure Chromium Metal Fabricated via Powder Bed Fusion-Laser Beam Materials, 17, (2024), 2097: 1-13.
https://doi.org/10.3390/ma17092097
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Abstract
Chromium (Cr) metal has garnered significant attention in alloy systems owing to its exceptional properties, such as a high melting point, low density, and superior oxidation and corrosion resistance. However, its processing capabilities are hindered by its high ductile-brittle transition temperature (DBTT). Recently, powder bed fusion-laser beam for metals (PBF-LB/M) has emerged as a promising technique, offering the fabrication of net shapes and precise control over crystallographic texture. Nevertheless, research investigating the mechanism underlying crystallographic texture development in pure Cr via PBF-LB/M still needs to be conducted. This study explored the impact of scan speed on relative density and crystallographic texture. At the optimal scan speed, an increase in grain size attributed to epitaxial growth was observed, resulting in the formation of a <100> cubic texture. Consequently, a reduction in high-angle grain boundaries (HAGB) was achieved, suppressing defects such as cracks and enhancing relative density up to 98.1%. Furthermore, with increasing densification, Vickers hardness also exhibited a corresponding increase. These findings underscore the efficacy of PBF-LB/M for processing metals with high DBTT properties.Keywords
chromium; powder bed fusion-laser beam; densification; texture; cracking -
2024.4.28
【論文】レーザ金属積層造形による純Crのき裂形成と配向組織形成に関する走査速度の効果に関する論文がMaterials（IF=3.4）に受理されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya*, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Effect of Laser Scan Speed on the Defects and Texture Development of Pure Chromium Metal Fabricated by Powder Bed Fusion-Laser Beam, Materials, (2024), in press. -
2024.4.27
【行事】中野研恒例のBBQを行いました。
中野研恒例のBBQを服部緑地公園にて行いました。
OBの方も多数参加いただき、今年も非常に盛り上がりました。
準備してくれたM1の皆さん、ありがとうございました。
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2024.4.26
【基調講演】中野先生がAM World 技術セミナーで基調講演を行いま した。
中野貴由：
AM で初めて可能となるモノづくり技術と機能発現～アカデミアの立場から～、
AM World 技術セミナー「アカデミアの提案と先端技術」、
2024年 4月26日(金) 13:00-13:35 【基調講演】
（インテックス大阪 1 号館 AM WORLD セミナー会場）
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2024.4.23
【論文】Journal of the Australian Ceramic Society（IF=1.9）にマレーシアのUniversiti Sains Malaysia (USM)との共同研究の成果が受理されました。
Ahmed Hafedh Mohammed Mohammed, Khairul bin Shariff*, Mohamad Hafizi Abu Bakar, Hasmaliza Mohamad, Kunio Ishikawa, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano:
Pore Size Influence in Fabricating DCPD-Coated Porous β-TCP Granules: Compositional, Morphological, and Functional Group Perspective, Journal of the Australian Ceramic Society, (2024), in press. -
2024.4.19
【講演】中野先生が日本脊椎脊髄病学会にてランチョンセミナーを行いました。
中野貴由：骨配向性に着目した新しい腰椎椎体間スペーサーの開発、
日本脊椎脊髄病学会、2024年4月19日（金） 13:20～14:20（前半）、ランチョンセミナー25
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2024.4.18
【講演】中野先生がAM World技術セミナー（2024国際ウエルディングショー）にて基調講演を行います。
中野貴由：
AMで初めて可能となるモノづくり技術と機能性発現～アカデミアの立場から～、
AM World技術セミナー、インテックス大阪1号館 AM World セミナー会場、2024年4月26日（金）13：00～13：35（基調講演）AM World技術セミナーのプログラムはこちら
当日のご参加をお待ちしています。 -
2024.4.17
【論文】名古屋大学との共同研究のAMで造形されたオーステナイトステンレス鋼内に形成される転位セル構造に関する論文がMaterials（IF=3.4）に掲載されました。
Fei Sun*, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Delineating the ultra-low misorientation between the dislocation cellular structures in additively manufactured 316L stainless steel,
Materials, 17, (2024), 1851; 1-14.
https://doi.org/10.3390/ma17081851
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Abstract
Sub-micro dislocation cellular structures formed during rapid solidification break the strength-ductility trade-off in laser powder bed fusion (LPBF)-processed 316L stainless steel through high-density dislocations and segregated elements or precipitates at the cellular boundaries. The high-density dislocation entangled at the cellular boundary accommodates solidification strains among the cellular structures and cooling stresses through elastoplastic deformation. Columnar grains with cellular structures typically form along the direction of thermal flux. However, the ultra-low misorientations between the adjacent cellular structures and their interactions with the cellular boundary formation remain unclear. In this study, we revealed the ultra-low misorientations between the cellular structures in LPBF-processed 316L stainless steel using conventional electron backscatter diffraction (EBSD), transmission Kikuchi diffraction (TKD), and transmission electron microscopy (TEM). The conventional EBSD and TKD analysis results could provide misorientation angles smaller than 2°, while the resolution mainly depends on the specimen quality and scanning step size, and so on. A TEM technique with higher spatial resolution provides accurate information between adjacent dislocation cells with misorientation angles smaller than 1°. This study presents evidence that the TEM method is the better and more precise analytical method for the misorientation measurement of the cellular structures and provides insights into measuring the small misorientation angles between adjacent dislocation cells and nanograins in nanostructured metals and alloys with ultrafine-grained microstructures.
Keywords
additive manufacturing; cellular structure; misorientation; transmission electron microscopy; transmission Kikuchi diffraction; electron backscatter diffraction -
2024.4.17
【受賞】松垣先生が令和６年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞を受賞しました。
松垣先生が令和６年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞を受賞しました。
松垣あいら「骨系細胞制御機構の解明に基づく骨基質配向化誘導材料の研究」
https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_01364.html -
2024.4.16
【論文】Materials Science and Engineering A（IF＝6.4）にβ型チタン合金のマルテンサイト変態にともなう結晶粒径依存性に関する論文がOAとして掲載されました。
Chenyang Wu, Xiaoli Zhaoa*, Mengrui Zhang, Hideki Hosoda, Takayoshi Nakano , Mitsuo Niinomi, Nan Jia, Zhiwen Shao , Deliang Zhang:
Strong grain size effect on tensile behavior of the body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy with stress-induced α' martensitic transformation,
Materials Science and Engineering A, 900, (2024), 146455, 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146455
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Abstract
In this study the grain size effect on mechanical properties of a body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy was investigated. Double yielding behavior in the stress-strain curves and four-stage behavior in the strain hardening rate curves can be seen in all Ti-30Zr-5Mo materials with different average grain sizes ranging from 6 to 475 μm, which is attributed to the occurrence of the stress-induced α′ transformation. The static Hall-Petch coefficient (k) for phase transformation was calculated to establish the relationship between grain size and trigger stress of the various materials. With the increase of strain, the hindrance of αʹ/β grain boundaries and αʹ/αʹ grain boundaries to dislocations gradually replaced β/β grain boundaries, thus the work hardening ability and k value changed. β grains were segmented by α′ martensite, resulting in a dynamic Hall‒Petch effect. Combined with a large stress field in the fine-grained materials with an average grain size of 6 μm, the highest work hardening rate with a value of 13 GPa was obtained. As the β grain size increased, the ultimate strength gradually decreased, while both trigger stress of the stress-induced αʹ transformation and elongation fluctuated. The trigger stress can be adjusted between 211 and 464 MPa by controlling the grain size. The grain size has little effect on the amount of the stress-induced αʹ phase. With a high trigger stress of 464 MPa in the material with the finest grains, the excellent ductility of 21% is obtained. The best comprehensive mechanical properties with a strength-ductility index value of 252 MPa is obtained in the material with an average grain size of 113 μm.
Keywords
Ti-30Zr-5Mo alloy; Grain size; Stress-induced phase transformation; αʹ martensite; Mechanical properties; Grain refinement; α′ phase; Titanium alloys -
2024.4.15
【論文】名古屋大学との共同研究のAMで造形されたオーステナイトステンレス鋼内に形成される転位セル構造に関する論文がMaterials（IF=3.4）に受理されました。
Fei Sun*, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Delineating the ultra-low misorientation between the dislocation cellular structures in additively manufactured 316L stainless steel,
Materials, (2024), in press -
2024.4.13
【論文】Materials & Design（IF＝8.4）にAMで造形された二次元特殊格子構造の変形挙動に関する論文がOAとして掲載されました。
Zana Eren, Ozkan Gokcekaya, Demet Balkan, Takayoshi Nakano, Zahit Mecitoğlu:
Comparison of in-plane compression of additively manufactured Ti6Al4V 2D auxetic structures: Lattice design, manufacturing speed, and failure mode,
Materials & Design, 241, (2024), 112885, 1-19.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.112885
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Abstract
The metal-based 2D auxetic lattice structures hold the potential for multifunctional tasks in aerospace applications. However, the compression response of those manufactured by powder bed fusion process is underexplored. This study proposes a comprehensive comparison of in-plane quasi-static compression performance of 2D auxetic lattice structures, utilizing three designs (anti-tetrachiral (ATC), double arrow-headed (DAH), and tree-like re-entrant (TLR)), manufactured with stiff Ti6Al4V by the electron beam powder bed fusion process (PBF-EB) with various manufacturing speeds. The results revealed unique failure patterns and superior energy absorptions among 2D lattice structures in the literature. TLR design enhanced energy absorption by overcoming failures between DAH columns and exhibited the lowest standard deviations in specific energy absorption (SEA) values (9.75 -12.62 ). Besides, Kernel average misorientation (KAM) values followed the order of DAH, TLR, and ATC, and inversely correlated with SEA values. ATC structures with the lowest KAM outperformed DAH and TLR by 47.5 and 6.44 , respectively. Scan speed variations affected SEA and porosity values differently for each lattice design while exhibiting similar microstructure characteristics. The findings in this study propose a significant contribution to the development of aerospace sandwich structures where harsh environments exist and employment of 2D topologies are required.
Keywords
Auxetic structures; Additive manufacturing; Energy absorption; Compressive failures; Residual stress -
2024.4.12
【講演】中野先生がSmart Additive Manufacturing, Design & Evaluation (Smart MADE)でPlenary presentationを行いました。
Takayoshi Nakano:
Crystallographic texture control and functionalization by metal additive manufacturing,
3rd Global Conference and Exhibition on Smart Additive Manufacturing, Design & Evaluation
(Smart MADE)
9:50-10:40, 12th April 2024, Osaka University Nakanoshima Center, Japan
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2024.4.10
【行事】中野研究室の新B4歓迎会が行われました。
本日、新B4の歓迎会が行われました。新しく配属されたB4は、磯谷君、大川君、佐橋君、竹下君、時實君、平田君、星野君の7名です。
スタッフ、学生全員で頑張っていきましょう！！
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2024.4.10
【論文】東京歯科大との共同研究の成果が、International Journal of Implant Dentistry（IF=2.7）に受理されました。
Hiroaki Yorioka, Yuto Otsu, Ryu Suzuki, Satoru Matsunaga, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Hodaka Sasaki:
The influence of immediate occlusal loading on micro/nano-structure of peri-implant jaw bone in rats,
International Journal of Implant Dentistry, (2024), in press. -
2024.4.9
【受賞】松垣先生が、令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰（若手科学者賞）を受賞することが決定しました。
https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_01364.html
令和６年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞
松垣あいら「骨系細胞制御機構の解明に基づく骨基質配向化誘導材料の研究」
表彰式は4月17日に執り行われます。 -
2024.4.9
【新B4配属】中野研へ新B4として7名の配属が決定しました。
新B4
磯谷 太一 君
大川 翔 君
佐橋 遼太朗 君
竹下 恭平 君
時實 秀和 君
平田 渉悟 君
星野 壮奇 君 -
2024.4.5
【行事】中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日、新M1の歓迎会が行われました。内部進学者の中野研出身6名と外部推薦枠で1名の合計7名が配属になりました。今年度から中野研の一員となった劉さんも加わり、より一層賑やかな研究室がスタートします。4月9日には新B4が配属されます。
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2024.4.4
【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。さらに広島大からの推薦入学で重永君が入学し、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
内芝 旭祥 君
菊川 泰地 君
重永 徹平 君
清水 佑太 君
船奥 和真 君
宮澤 啓太郎 君
山野 大陸 君 -
2024.4.4
【論文】Materials Science and Engineering A（IF＝6.4）にβ型チタン合金のマルテンサイト変態にともなう結晶粒径依存性に関する論文が受理されました。
Chenyang Wu, Xiaoli Zhaoa*, Mengrui Zhang, Hideki Hosoda, Takayoshi Nakano , Mitsuo Niinomi, Nan Jia, Zhiwen Shao , Deliang Zhang:
Strong grain size effect on tensile behavior of the body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy with stress-induced α' martensitic transformation,
Materials Science and Engineering A, (2024). in press. -
2024.4.3
【新聞】日刊工業新聞に当研究室の関連記事「積層造形ニッケル基超合金、元素分布予測で高度化 阪大が新技術」が1面に掲載されました。
積層造形ニッケル基超合金、元素分布予測で高度化 阪大が新技術：日刊工業新聞、2024年4月3日、1面
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2024.4.3
【論文】ニッケル基耐熱合金（Hastelloy-X）の偏析挙動を計算機シミュレーションで解明した結果が"Additive Manufacturing"誌（IF=11）にOA論文として掲載されました。
Masayuki Okugawa*, Kenji Saito, Haruki Yoshima, Katsuhiko Sawaizumi, Sukeharu Nomoto, Makoto Watanabe, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*:
Solute segregation in a rapidly solidified Hastelloy-X Ni-based superalloy during laser powder bed fusion investigated by phase-field and computational thermal-fluid dynamics simulations,
Additive Manufacturing, 84, (2024), 104079, 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104079
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Abstract
Solute segregation significantly affects material properties and is a critical issue in the laser powder-bed fusion (LPBF) additive manufacturing (AM) of Ni-based superalloys. To the best of our knowledge, this is the first study to demonstrate a computational thermal-fluid dynamics (CtFD) simulation coupled multi-phase-field (MPF) simulation with a multicomponent-composition model of Ni-based superalloy to predict solute segregation under solidification conditions in LPBF. The MPF simulation of the Hastelloy-X superalloy reproduced the experimentally observed submicron-sized cell structure. Significant solute segregations were formed within interdendritic regions during solidification at high cooling rates of up to 1.6 × 106 K s−1, a characteristic feature of LPBF. Solute segregation caused a decrease in the solidus temperature (TS), with a reduction of up to 38.4 K, which increases the risk of liquation cracks during LPBF. In addition, the segregation triggers the formation of carbide phases, which increases the susceptibility to ductility dip cracking. Conversely, we found that the decrease in TS is suppressed at the melt-pool boundary regions, where re-remelting occurs during the stacking of the layer above. Controlling the re-remelting behavior is deemed to be crucial for designing crack-free alloys. Thus, we demonstrated that solute segregation at the various interfacial regions of Ni-based multicomponent alloys can be predicted by the conventional MPF simulation. The design of crack-free Ni-based superalloys can be expedited by MPF simulations of a broad range of element combinations and their concentrations in multicomponent Ni-based superalloys.
Keywords
Laser powder-bed fusion; Hastelloy-X nickel-based superalloy; Solute element segregation; Computational thermal-fluid dynamics simulation; Phase-field method -
2024.4.2
【HP】ヒット数が38万件を突破！
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2024.3.27
【論文】Smart Materials in Manufacturing（Elsevier）にTi-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金の金属積層造形による特異な組織と硬度の変化に関する論文がOAとして掲載されました。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Takuya Ishimoto, Yuheng Liu, Yuichiro Koizumi, Pan Wang, Takayoshi Nakano*, Yoko Yamabe-Mitarai*:
Peculiar microstructural evolution and hardness variation depending on laser powder bed fusion-manufacturing condition in Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,
Smart Materials in Manufacturing, 2, (2024), 100050, 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.smmf.2024.100050
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Abstract
This study aims to comprehensively analyze the phase and microstructure evolution and related hardness variations of the Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo wt.% (Ti6246) alloy produced by laser powder bed fusion (LPBF) under various laser conditions and to gain insight into the mechanisms of these changes using numerical thermal analysis. Higher laser volumetric densities (VEDs) resulted in a finer α/α' microstructure and increased hardness, exhibiting a positive correlation with the VED, except under extremely high conditions. This contrary trend, reported for the first time, is attributed to the solid-phase transformation from the β phase to metastable α' martensite during LPBF induced by rapid cooling. Despite the finer microstructure, the samples under very high VED conditions showed lower hardness, deviating from the overall trend. The X-ray diffraction peaks in the high-VED samples suggested a partial decomposition of α' to α + β owing to laser-induced reheating of the underlying layers, which is considered a contributing factor to the hardness reduction. The numerical analysis showed that the underlying layer was exposed to high temperatures for a relatively long time under high-VED conditions. It was revealed that the hardness of LPBF-fabricated Ti6246 was influenced by unique thermal processes: rapid cooling and reheating of the pre-solidified part, leading to the formation of a metastable α' phase and partial decomposition into α + β. These findings provide insights for tailoring Ti6246 with desired physical properties via LPBF.
Keywords
LPBF; Ti6246; Polycrystalline microstructure; Metastable phase; Rapid cooling; Thermal history -
2024.3.26
【論文】AMで造形された二次元特殊格子構造の変形挙動に関する論文が、Materials & Design（IF＝8.4）に受理されOAとして掲載される予定です。
Zana Eren, Ozkan Gokcekaya, Demet Balkan, Takayoshi Nakano, Zahit Mecitoğlu:
Comparison of in-plane compression of additively manufactured Ti6Al4V 2D auxetic structures: Lattice design, manufacturing speed, and failure mode,
Materials & Design, (2024), in press. -
2024.3.22
【訪問】中野研卒業生で現在小松製作所に務め、ドイツのミューヘン工科大学のPeter Myer教授のもとに留学中の小川洋平さんが表敬訪問くださいました。
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2024.3.18
【書籍】中野研で一部執筆した「生体吸収性外科材料の使い方と新しい材料の有用性」に関する書籍が3月29日に発刊されます。
発刊日：2024年3月29日、体裁：A4判482頁、定価：88,000円(税込）、ISBN：978-4-86798-014-9、（株）技術情報協会
書籍案内はこちら -
2024.3.14
【受賞】日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞（2024年3月12日発表）に中野研関連の3件が受賞しました。
○清水佑太、Gokcekaya Ozkan、小笹良輔、蓮見侑士、大山伸幸、中野貴由：
L-PBF法により作製したインバー合金における熱膨張率の変化、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、（公社）日本金属学会、2024年3月12日
○山下葵平、趙研、安田弘行、斎藤拓馬、佐々木泰祐、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由：
金属3D積層造形製Ni基超合金の階層組織と力学特性、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、（公社）日本金属学会、2024年3月12日
○陳成、田原正樹、金奕霖、野平直希、海瀨晃、邱琬婷、小笹良輔、石本卓也、小泉雄一郎、中野貴由、細田秀樹：
L-PBF によって作製した Ti-Cr-Sn 合金の内部組織と超弾性特性、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、（公社）日本金属学会、2024年3月12日
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2024.3.13
【論文】Smart Materials in Manufacturing（Elsevier）にTi-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金の金属積層造形による特異な組織と硬度の変化に関する論文が受理され、OA論文として掲載される予定です。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Takuya Ishimoto, Yuheng Liu, Yuichiro Koizumi, Pan Wang, Takayoshi Nakano*, Yoko Yamabe-Mitarai*:
Peculiar microstructural evolution and hardness variation depending on laser powder bed fusion-manufacturing condition in Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,
Smart Materials in Manufacturing, (2024), in press. -
2024.3.13
【受賞】日本鉄鋼協会2024年春季（第187回）学生ポスターセッションにて奨励賞を受賞しました。
福島希真、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由：
鉄鋼材料への付加製造用レーザビーム照射における組織形成支配因子の解明、
日本鉄鋼協会2024年春期（第187回）学生ポスターセッション奨励賞、講演番号PS-19、東京理科大学葛飾キャンパス、2024年3月13日
https://pub-files.atlas.jp/cer-r/isij2024s/pdf/ps_result_ja_20240315090109558.pdf -
2024.3.9
【論文】ニッケル基耐熱合金（Hastelloy-X）の偏析挙動を計算機シミュレーションで解明した結果が"Additive Manufacturing"誌（IF=11）に受理され、OA論文として掲載される予定です。
Masayuki Okugawa*, Kenji Saito, Haruki Yoshima, Katsuhiko Sawaizumi, Sukeharu Nomoto, Makoto Watanabe, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*:
Solute segregation in a rapidly solidified Hastelloy-X Ni-based superalloy during laser powder bed fusion investigated by phase-field and computational thermal-fluid dynamics simulations,
Additive Manufacturing, (2024), accepted.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104079 -
2024.3.5
【受賞】中野研B4の宮澤啓太郎君と山野大陸君が大阪大学工学賞（成績1位と2位）を独占しました。おめでとうございます！
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2024.3.1
【受賞】「骨基質配向化誘導を実現する金属3Dプリンティングチタン合金製脊椎固定用医療デバイスの新技術開発」に対して、帝人ナカシマメディカル（株）と大阪大学中野研究室との共同チームとで（公社）日本材料学会令和5年度技術賞に内定しました。授賞式は、令和6年5月25日（土）に出島メッセ長崎にて行われます。
高橋広幸、井上貴之、渡邊稜太、松垣あいら、中島義雄、石本卓也、加藤直之、中野貴由：
骨基質配向化誘導を実現する金属3Dプリンティングチタン合金製脊椎固定用医療デバイスの新技術開発、
（公社）日本材料学会令和５年度技術賞、（公社）日本材料学会、2024年5月25日 -
2024.3.1
【書籍】中野先生が編集した『デジタル化時代のAdditive Manufacturingの基礎と応用【第2版】』が本日よりAmazonにて販売されます。
Amazonのリンクはこちら
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2024.3.1
【解説】金属誌の特集「チタン・チタン合金ー基礎と応用のトピックスー」に解説がOAとして掲載されました。
小笹良輔、松垣あいら、石本卓也、中野貴由：
金属Additive Manufacturingによるチタンおよびチタン合金の相変態と組織制御、
金属、94[3]、(2024)、224-232
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2024.3.1
【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2024年（第174回）春期講演大会（@東京理科大学、3月12日～3月15日）に参加します。
企画シンポジウム講演
〇松垣あいら、中野貴由：
[K1.7] [基調講演]多階層マテリアル-生体界面反応制御による骨形成・安定化材料設計
〇趙 研、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由：
[S4.8] [基調講演]金属積層造形によるTiAl合金の組織制御と力学特性向上
一般公演
〇森浩亮、藤田達也、中野貴由、山下弘巳：
[34] 金属3Dプリンターで作製した触媒反応管の表面機能化と液相での水素生成反応
〇宮澤啓太郎、小笹良輔、江草大佑、阿部英司、中野貴由：
[146] L-PBF法による準安定β型チタン基合金の造形と力学特性制御
〇菊川泰地、石本卓也、小笹良輔、中野貴由：
[149] L-PBF 法による Inconel 718 の階層的組織制御と力学特性への寄与
〇朴 盛賢、Gokcekaya Gokcekaya、中野貴由：
[150] The effect of process parameters on microstructural evolution and mechanical properties of γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion
〇Gokcekaya Ozkan, Ekubaru Yusufu, Sato Kazuhisa, Nakano Takayoshi:
[151] The effect of as-built microstructure of Scalmalloy fabricated by laser powder bed fusion process on subsequent heat treatment performance
〇齊藤光郁、松垣あいら、位髙啓史、中野貴由：
[155] mRNAを活用した活性化破骨細胞による配向化骨基質形成機序に基づく細胞制御
〇森陶子、松垣あいら、文勝徹、海渡貴司、岡田誠司、中野貴由：
[156] チタン3次元パターン構造制御により配向化骨基質形成を誘導する新規椎間デバイス創製
〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由：
[157] 応力感受に基づく配向化骨形成制御を介した骨機能適応
〇KIM Yong Seong、小笹良輔、Gokcekaya Ozkan、佐藤和久、中野貴由：
[247] Design and Fabrication of Refractory High Entropy Alloys (RHEAs) with Suppressed Elemental Segregation
〇澤泉克彦、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由：
[256] Ni基超合金の粉末床溶融結合における凝固過程のフェーズフィールド解析
〇内芝旭祥、小笹良輔、佐藤和久、菊池貴彦、大塚亮、片山真吾、杉山昌章、中野貴由：
[257] レーザ粉末床溶融結合を用いた高強度SUS316Lステンレス鋼の作製
〇佐藤翼、柳玉恒、奥川将行、佐藤和久、安田弘行、中野貴由、小泉雄一郎：
[258] レーザー粉末床溶融結合法による単結晶様 Fe3Al の育成
〇小笹良輔、木澤雄太、徳永透子、萩原幸司、松本敏治、中野貴由：
[259] レーザ粉末床溶融結合によるMg合金における単結晶様組織の形成
〇孫 飛、稲垣洵希、陳 達徳、足立吉隆、佐藤和久、石本卓也、中野貴由、小泉雄一郎：
[278] Quantitative analysis of segregation behavior at melt pool boundary in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion
ポスター発表
〇山下葵平、趙 研、安田弘行、斎藤拓馬、佐々木泰祐、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由：
[P30] 金属3D積層造形製Ni基超合金の階層組織と力学特性
〇船奥和真、松垣あいら、西田英高、秋吉秀保、中野貴由：
[P59] L-PBFによる配向化骨基質誘導型頸椎ケージ創製
〇陳 成、田原正樹、金 奕霖、野平直希、海瀨晃、邱 琬婷、小笹良輔、石本卓也、小泉雄一郎、中野貴由、細田秀樹：
[P61] L-PBF によって作製した Ti-Cr-Sn 合金の内部組織と超弾性特性
〇小西晴貴、趙 研、安田弘行、竹山 雅夫、中野貴由：
[P121] 金属3D積層造形性β相含有TiAl合金の高温疲労挙動に及ぼす微細組織の影響
〇山田頌、趙 研、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由：
[P122] 金属3D積層造形製β相含有TiAl合金の変形挙動に及ぼすひずみ速度の影響
〇三野修平、中村弘和、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由：
[P143] 粉末溶融結合法における溶融・凝固領域の表面形状と粉末レーキ挙動の関係
〇山野大陸、田口大誠、松垣あいら、石本卓也、中野貴由：
[P149] ラット頭蓋骨欠損部におけるアパタイト配向性の再構築
〇清水佑太、Gokcekaya Ozkan、小笹良輔、蓮見侑士、大山伸幸、中野貴由：
[P151] L-PBF法により作製したインバー合金における熱膨張率の変化
〇髙橋凪、當代光陽、加藤茂、田中大介、永瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由：
[P164] TiZrHfAlx Bio MEAにおける微細組織とその力学特性 -
2024.3.1
【論文】Materials Chemistry and Physics（IF＝4.6）に世界で先駆けて（R≧2.0）の超ハイエントロピー合金（SHEA）を提案した論文がOAとして掲載されました。
Tadaaki Matsuzaka, Akira Hyakubu, Yong Seong Kim, Aira Matsugaki, Takeshi Nagase, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Hyoung Seop Kim, Tomoji Mizuguchi, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano:
Development of an equiatomic octonary TiNbTaZrMoHfWCr super high-entropy alloy for biomedical applications,
Materials Chemistry and Physics, 316, (2024), 129120; 1-7.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.129120
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Abstract
A super-high-entropy alloy (SHEA) with ΔSmix ≥ 2.0R (where R is the gas constant) was designed to produce metallic materials with superior mechanical properties to conventional alloys. As an alternative to conventional quinary high-entropy alloys (HEAs), herein, octonary SHEAs for biomedical applications (BioSHEAs) are proposed for the first time, and the TiNbTaZrMoHfWCr BioSHEA was fabricated. Arc-melted BioSHEA exhibited an extremely high yield strength of 1953 ± 84 MPa, which was approximately 550 MPa higher than that of the quinary TiNbTaZrMo BioHEA. This yield strength is considerably higher than that estimated by the rule of mixtures for pure metals, confirming the achievement of significant solid-solution strengthening induced by a supermulticomponent solid solution composed of elements with different atomic radii. Its biocompatibility was comparable to that of pure Ti and the quinary BioHEA, and superior to that of SUS316L. This study demonstrates the validity of a novel entropy-based guideline for increasing the mixing entropy to achieve metallic materials with ultrahigh strength.
Keywords
Super-high-entropy alloys (SHEAs); Octonary system; Supermulticomponent; Solid-solution strengthening; BioSHEAs -
2024.2.29
【新聞】日刊工業新聞に生体用スーパーハイエントロピー合金の記事が掲載されました。
阪大、8元素混合成功 生体用ハイエントロピー合金 ：日刊工業新聞、2024年2月29日、25面、 科学技術・大学欄トップ記事
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2024.2.23
【論文】L-PBFで作製された純Crの組織やHIPによる摩耗への効果についての国際共同研究が、International Journal of Refractory Metals and Hard Materials（IF=3.6）へOA論文として掲載されました。
Asli Gunay Bulutsuz*, Buse Gulec, Ozkan Gokcekaya*, Johannes Gardstam, Takayoshi Nakano, Hakan Yilmazer:
An investigation over microstructure and HIP processing effects on wear performance of pure chromium parts fabricated by laser powder bed fusion,
International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 120, (2024), 106616, 1-10.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2024.106616
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Abstract
Chromium (Cr) and its alloys have long been valued for their exceptional properties, including corrosion resistance and high-temperature stability, rendering them indispensable in industrial applications such as chemical processing, energy production, and aerospace. However, due to the difficulties in Cr-based alloy manufacturing, there is a need for novel manufacturing methodologies. Additive Manufacturing (AM) emerges as a promising approach, particularly Laser Powder Bed Fusion (LPBF), which allows for intricate designs, reduced material waste, and simplified assembly. However, certain issues still need to be addressed, including defects like cracks and porosities in the manufactured parts. Post-processing techniques such as Hot Isostatic Pressing (HIP) have gained prominence for enhancing the material properties and quality of AM parts, including those produced using LPBF. HIP treatments are effective in eliminating internal pores, although some challenges remain, notably the presence of trapped argon and grain coarsening side effects of HIP process parameters. This study focuses on LPBF-processed pure chromium parts with crystallographic texture and investigates their properties after HIP treatment, including microstructure, hardness, and tribological performance. According to the obtained results: the HIP process reduced cracks, especially in the center region, but increased gaps in the side region. HIP also hindered grain realignment, limiting grain growth, and resulting in high HAGB density and low MUD values. Elevated HIP processing pressure negatively affected tribological performance due to increased grain size, and reduced hardness. This study, for the first time, realized the effect of HIP conditions on the microstructure and tribological performance of LPBF-processed pure Cr.
Keywords
Laser powder bed fusion; Pure Cr; Crystallographic texture; Hot isostatic pressing; Wear performance -
2024.2.22
【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、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。
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2024.2.21
【論文】Materials Chemistry and Physics（IF＝4.6）に世界で先駆けて（R≧2.0）の超ハイエントロピー合金（SHEA）を提案した論文が受理され、OAとして掲載される予定です。
Tadaaki Matsuzaka, Akira Hyakubu, Yong Seong Kim, Aira Matsugaki, Takeshi Nagase, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Hyoung Seop Kim, Tomoji Mizuguchi, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano*:
Development of an equiatomic octonary TiNbTaZrMoHfWCr super high-entropy alloy for biomedical applications,
Materials Chemistry and Physics, (2024) accepted. -
2024.2.21
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
中野研の8名（内芝 旭祥君、菊川 泰地君、小坂 朋生君、清水 佑太君、中島 暢哉君、船奥 和真君、宮澤 啓太郎君、山野 大陸君）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。
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2024.2.20
【論文】生体用低弾性抗菌性Ti-Nb-Cu合金の開発に関する研究がMaterials Today Communications（IF＝3.8）に掲載されました。
Qiang Li*, Qizhen Peng, Qi Huang, Mitsuo Niinomi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Development and characterizations of low-modulus Ti-Nb-Cu alloys with enhanced antibacterial activities,
Materials Today Communications, 38, (2024), 108402, 1-8.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108402
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Abstract
Avoiding infection is a requirement for the long-term stability and safety of implants, but most Ti alloys for implantation hardly inhibit the bacterial proliferations. Cu works as a β stabilizer in Ti alloys, and Cu ion can kill bacteria. To obtain antibacterial activities in low-modulus Ti alloys, Ti-35Nb-(0, 1, 2, 3, 4)Cu (wt%) alloys were prepared by non-consumable arc melting following by homogenization, hot rolling, and solution treatment. They were then subjected to phase analysis, microstructure observation, tensile test and dynamic polarization. The cytotoxicity and antibacterial activities were finally evaluated. The results show that Cu stabilizes the β phase and inhibits the generation of α" phase during quenching. Ti-35 Nb and Ti-35Nb-1Cu consist of β and α" phases, and Ti-35Nb-(2, 3, 4)Cu alloys have a single β phase. The Ti-Nb-Cu alloys exhibit the Young's moduli ranging from 57 to 72 GPa. All the alloys show passivation behavior with a low passive current density. Cytotoxicity is hardly observed in the alloys. The antibacterial rates of Ti-35Nb-(1, 2, 3, 4)Cu alloys against E. coli are 62.8%, 68.9%, 70.9% and 73.2%, respectively, and the antibacterial rates against S. aureus are 63.4%, 69.7%, 72.8% and 74.7%, respectively. The developed β-type Ti-35Nb-4Cu alloy shows a relatively low Young's modulus and good antibacterial properties, and is a candidate for biomedical applications.
Keywords
Biomedical Ti alloys, Mechanical properties, Corrosion resistance, Cytotoxicity, Antibacterial properties -
2024.2.16
【論文】生体用低弾性抗菌性Ti-Nb-Cu合金の開発に関する研究がMaterials Today Communications（IF＝3.8）に受理されました。
Qiang Li*, Qizhen Peng, Qi Huang, Mitsuo Niinomi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Development and characterizations of low-modulus Ti-Nb-Cu alloys with enhanced antibacterial activities,
Materials Today Communications, (2024), in press. -
2024.2.14
【修論】修士論文発表会が行われました。
中野研の5名（大原 秀真君、木澤 雄太君、北上 真幸君、丹羽 陽一朗君、百歩 明君）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。
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2024.2.13
【論文】L-PBFで作製された純Crの組織やHIPによる摩耗への効果についての国際共同研究が、International Journal of Refractory Metals and Hard Materials（IF=3.6）へ受理されました。
Asli Gunay Bulutsuz*, Buse Gulec, Ozkan Gokcekaya*, Johannes Gardstam, Takayoshi Nakano, Hakan Yilmazer:
An investigation over microstructure and HIP processing effects on wear performance of pure chromium parts fabricated by laser powder bed fusion,
International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, (2024), in press. -
2024.1.31
【書籍】中野先生が分担執筆した『傾斜機能材料ハンドブック』が2024年2月15日に発刊されます。
萩原幸司、徳永透子、中野貴由（分担）：
第II編 第1章 第2節 超高温耐用複相シリサイド合金の開発、
傾斜機能材料ハンドブック、株式会社エヌ・ティー・エス、pp152-165、2024年2月15日発刊、ISBN: 978-4-86043-776-3
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2024.1.29
【招待講演】中野先生が熱処理技術セミナーで金属3Dプリンターに関する講演を行いました。
中野貴由：
金属３Dプリンティングによる集合組織制御と高機能化～近未来の新設計に向けて～、
熱処理技術セミナー（2023年度第4回）－熱処理応用講座―、粉末會舘（東京）、2024年1月29日10：00~11：30.
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2024.1.27
【論文】Bone誌（IF=4.1）に骨密度よりも、骨基質の配向性が骨の力学機能適応に強く効くこと示した論文がＯＡ論文として掲載されました。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Mikako Hayashi, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Adaptive Enhancement of Apatite Crystal Orientation and Young's Modulus Under Elevated Load in Rat Ulnar Cortical Bone,
Bone, 181, (2024), 117024: 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117024
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Abstract
Functional adaptation refers to the active modification of bone structure according to the mechanical loads applied daily to maintain its mechanical integrity and adapt to the environment. Functional adaptation relates to bone mass, bone mineral density (BMD), and bone morphology (e.g., trabecular bone architecture). In this study, we discovered for the first time that another form of bone functional adaptation of a cortical bone involves a change in bone quality determined by the preferential orientation of apatite nano-crystallite, a key component of the bone. An in vivo rat ulnar axial loading model was adopted, to which a 3-15 N compressive load was applied, resulting in approximately 440-3200 μɛ of compression in the bone surface. In the loaded ulnae, the degree of preferential apatite c-axis orientation along the ulnar long axis increased in a dose-dependent manner up to 13 N, whereas the increase in BMD was not dose-dependent. The Young's modulus along the same direction was enhanced as a function of the degree of apatite orientation. This finding indicates that bone has a mechanism that modifies the directionality (anisotropy) of its microstructure, strengthening itself specifically in the loaded direction. BMD, a scalar quantity, does not allow for load-direction-specific strengthening. Functional adaptation through changes in apatite orientation is an excellent strategy for bones to efficiently change their strength in response to external loading, which is mostly anisotropic.
Keywords
Functional adaptation; Bone strength; Apatite orientation; Bone quality: In vivo loading -
2024.1.27
【論文】密着性を向上させたZnコーティングによるTiの抗菌性向上に関する国際共同研究がMaterials Today Communications（IF=3.8）に掲載されました。
Ming Li, Qiang Li*, Jiawei Yang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Antibacterial Activity of Zn Coating on Pure Ti with Enhanced Adhesion,
Materials Today Communications, 38, (2024), 1-10
https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108149
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Abstract
A titania nanotubes layer was prepared as an intermediate layer on pure Ti via anodic oxidation, and subsequently, a Zn-containing coating was electrochemically deposited. The influence of the deposition parameters on the Zn content was studied using an orthogonal experiment. The obtained coatings were characterized using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy, and their adhesion was measured using a scratch test. The deposition time had the greatest effect on the Zn content of the electrodeposited samples, whereas the deposition temperature had the smallest effect. After the electrodeposition, Zn was uniformly distributed on the surface and existed mainly as a simple substance. The adhesion was only 10.9 N in the Zn-free sample; it increased with increasing Zn content of the samples, and reached a maximum value of 22.4 N in the sample with a Zn content of approximately 16%. The samples with Zn-containing coatings exhibited strong antibacterial effects against E. coli and S. aureus, and the antibacterial effect increased with increasing Zn content. Cell viability was above 80%, indicating that the Zn-containing coating is a good candidate as an antibacterial coating for biomedical applications.
Keywords
Zn-containing coating; Electrochemical deposition; Orthogonal experiment; Adhesion; Antibacterial property; Pure Ti -
2024.1.25
【書籍】中野先生が分担執筆した書籍「新・力を診る～臨床と研究の接点」が出版されました。
中野貴由（分担執筆）：新・力を診る、（編著）市川哲夫、森本達也、熊谷真一医歯薬出版株式会社、2024年1月25日出版
ISBN978-4-263-46177-8
澤瀬隆、黒嶋伸一郎、中野貴由：骨のバイオロジー、pp.76~82.
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2024.1.25
【新聞】日刊工業新聞に配向化による骨強度上昇に関する記事が掲載されました。
強度上昇、配向性が寄与―生体骨への負荷大きいほど高く 阪大など発見：日刊工業新聞、2024年1月25日、27面、科学技術・大学欄トップ記事
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2024.1.19
【論文】Bone誌（IF=4.1）に骨密度よりも、骨基質の配向性が骨の力学機能適応に強く効くこと示した論文が受理され、ＯＡ論文として掲載されます。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Mikako Hayashi, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Adaptive Enhancement of Apatite Crystal Orientation and Young's Modulus Under Elevated Load in Rat Ulnar Cortical Bone,
Bone, (2024), in press. -
2024.1.17
【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（IF＝3.4）に論文がOAとして掲載されました。
Ozkan Gokcekaya*, Ali Günen, Ferhat Ceritbinmez, Abdollah Bahador, Takayoshi Nakano, Melik Çetin:
Wire-EDM performance and surface integrity of Inconel 718 with unique microstructural features fabricated by laser powder bed fusion,
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2024), 1-16
https://doi.org/10.1007/s00170-023-12924-7
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Abstract
Inconel 718 alloy is difficult to machine using conventional methods due to its physical properties. Thereby, additive manufacturing (AM) of IN718 components with near-net shapes has been extensively studied. Even though AM processes provide shape and size accuracy, there is still the need for the machining of the AM-processed components to achieve the final shape of a component. Laser powder bed fusion (LPBF) has been successfully utilized to fabricate near-net shape IN718 components; moreover, the microstructure of LPBF-IN718 was unique owing to the AM processing, resulting in differences in grain size, grain boundary characteristics, and grain orientations. Furthermore, these microstructural characteristics are expected to alter the machining performance of IN718. Therefore, this study investigated the wire electro-discharge machining (WEDM) performance of LPBF-718 samples compared to wrought IN718 while focusing on the unique microstructure characteristics of LPBF-IN718 samples (lamella, single-crystal, ploy-crystal). Three different cutting strategies (rough, semi-finish, and finish) were implemented to understand the performance of the multi-pass cutting phenomenon and its effect on the surface of IN718. For all samples, rough (single pass) cutting displayed high roughness, while finish (three passes) cutting exhibited good surface quality. Compositional analyses on the machined surface showed debris formation including Zn and Cu-containing recast material, indicating wire erosion. The surface of single-crystal LPBF-IN718 after the WEDM process was smooth owing to its large grain size and less amount of grain boundary, resulting in slow cutting speed but a good surface finish. Thus, this study, for the first time, investigated the effect of unique microstructural characteristics of LPBF-fabricated IN718 on WEDM performance and machined surface quality. -
2024.1.16
【論文】密着性を向上させたZnコーティングによるTiの抗菌性向上に関する国際共同研究がMaterials Today Communications（IF=3.8）に受理されました。
Ming Li, Qiang Li*, Jiawei Yang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Antibacterial Activity of Zn Coating on Pure Ti with Enhanced Adhesion,
Materials Today Communications, (2024), in press. -
2024.1.12
【MMI】中野先生がMetals and Materials International (MMI)のeditorial committee memberになりました。
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2024.1.12
【特別講演会】金子 真 先生（名城大教授・大阪大名誉教授）に特別講演会（第2回）を行っていただきました。
名城大学大学院理工学研究科 教授
大阪大学 名誉教授
金子 真 先生
タイトルその１：Biomimetic（生き物から学ぶ）
タイトルその２：ハイパーヒューマン、Beyond Human Technology
大阪大学材料系R2棟マテリアル会議室、2024年1月12日 -
2024.1.11
【解説】ChemCatChemにAM触媒に関する解説が掲載されました。
Hyo-Jin Kim, Kohsuke Mori, Takayoshi Nakano, Hromi Yamashita:
Advances in Metal 3D Printing Technology for Tailored Self-Catalytic Reactor Design,
ChemCatChem, (2023), 1-7
https://doi.org/10.1002/cctc.202301380
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Abstract
Metal 3D printing is revolutionizing the industry by enabling rapid and cost-effective production of complex metal 3D products with intricate geometries, attracting significant attention in recent years. Particularly, metal 3D-printed catalysts have emerged as a cutting-edge fusion technology that serves as both catalysts and reactors, referred to as self-catalytic reactors (SCRs). Therefore, this concept article aims to introduce the recent advancements in metal 3D printing technology in the catalyst and reactor field, and illustrate the various aspects for the rational design of self-catalytic reactors. -
2024.1.9
【論文】レーザ積層造形法で作製したマイクロ溝が間葉系幹細胞の分化を促進することを示した論文が、International Journal of Bioprinting (IF＝8.4)にOA論文として掲載されました。
Aira Matsugaki, Tadaaki Matsuzaka, Toko Mori, Mitsuka Saito, Kazuma Funaoku, Riku Yamano, Ozkan Gokcekaya, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano:
PBF-LB fabrication of microgrooves for induction of osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells,
International Journal of Bioprinting, 10(1), (2024), 406-416
https://doi.org/10.36922/ijb.1425
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Abstract
Stem cell differentiation has important implications for biomedical device design and tissue engineering. Recently, inherent material properties, including surface chemistry, stiffness, and topography, have been found to influence stem cell fate. Among these, surface topography is a key regulator of stem cells in contact with materials. The most important aspect of ideal bone tissue engineering is to control the organization of the bone extracellular matrix with fully differentiated osteoblasts. Here, we found that laser powder bed fusion (PBF-LB)-fabricated grooved surface inspired by the microstructure of bone, which induced human mesenchymal stem cell (hMSC) differentiation into the osteogenic lineage without any differentiation supplements. The periodic grooved structure was fabricated by PBF-LB which induced cell elongation facilitated by cytoskeletal tension along the grooves. This resulted in the upregulation of osteogenesis via Runx2 expression. The aligned hMSCs successfully differentiated into osteoblasts and further organized the bone mimeticoriented extracellular matrix microstructure. Our results indicate that metal additive manufacturing technology has a great advantage in controlling stem cell fate into the osteogenic lineage, and in the construction of bone-mimetic microstructural organization. Our findings on material-induced stem cell differentiation under standard cell culture conditions open new avenues for the development of medical devices that realize the desired tissue regeneration mediated by regulated stem cell functions.
Keywords: Additive manufacturing; Laser powder bed fusion; Mesenchymal stem cells; Osteogenic differentiation; Bone microstructure -
2024.1.9
【特別講演会】倉重 英樹 様（シグマクシス会長）に特別講演会を行っていただきました。
株式会社シグマクシス・ホールディングス ファウンダー名誉会長
倉重 英樹 様
講演タイトル：「人的資本投資の意味するところ」
・社会の大きな変化（グローバリゼーションの現状、日本の現状等）
・デジタルの時代にどうビジネスを展開するか（三つの「X (MX, DX, SX)」について等）
大阪大学センテラスサロン、2024年1月9日
講演の様子
会場の様子
集合写真（最前列中央が倉重英樹 ファウンダー名誉会長、左隣が前川篤 シニアフェロー） -
2024.1.5
【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（IF＝3.4）に論文が受理されました。
Ozkan Gokcekaya*, Ali Günen, Ferhat Ceritbinmez, Abdollah Bahador, Takayoshi Nakano, Melik Çetin:
Wire-EDM performance and surface integrity of Inconel 718 with unique microstructural features fabricated by laser powder bed fusion,
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2024) in press. -
2024.1.4
【論文】Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials（IF＝3.9）に上海科学技術大学、新家先生とのヨウドの表面析出による感染抑制に関する共同研究の成果が掲載されました。
Qiang Li*, Shuaishuai Li, Hao Sun, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Characterizations of Antibacterial Iodine-containing Coatings on Pure Ti,
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 151, (2024), 106366, 1-8.
https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2023.106366
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Abstract
Iodine-containing coatings were prepared on pure Ti surfaces via electrochemical deposition to enhance their antibacterial properties. The factors influencing iodine content were analyzed using an orthogonal experiment. The electrochemically deposited samples were characterized using scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, and their antibacterial properties and cytotoxicity were evaluated. The results showed that changing the deposition time is an effective way to control the iodine content. The iodine content, coating thickness, and adhesion of the samples increased with deposition time. Iodine in the coatings mainly exists in three forms, which are I2, I3−, and pentavalent iodine. For samples with iodine-containing coatings, the antibacterial ratios against E. coli and S. aureus were greater than 90% and increased with increasing iodine content. Although the samples with iodine-containing coatings showed some inhibition of the proliferation of MC3T3-E1 cells, the cell viabilities were all higher than 80%, suggesting that iodine-containing coatings are biosafe. -
2024.1.1
【お見舞い】令和６年能登半島地震で被災された方に心よりお見舞い申し上げます。研究室、さらには関係者にも、北陸地方出身者・居住者がおり、被災状況を確認しているところです。何かできることがあれば、至急、研究室にご連絡ください。
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2024.1.1
大阪大学ローバース育成会のHPを公開いたしました。中野先生が育成会長を務めます。大阪大学ローバースは2023年4月1日に「日本ボーイスカウト大阪連盟ほくせつ地区豊中第28団」として、正式登録されました。さらに大阪大学本部学生部のもとで、万博の成功のためにSDGs活動を行っていきます。大阪大学ローバース育成会はボーイスカウト連盟の規定に沿って、大阪大学ローバースの学生を資金面から支援する団体です。
HPはこちら
【【育成会員募集】】
「大阪大学ローバースの活動を支援し、スカウトの健全な育成を後援する」という育成会の目的に賛同し、資金などを援助していただく育成会員を募集しています
育成会員は以下の3つがあります。
●正会員
個人を対象にしたものです。年額8,000円を支援いただきます。
●協力会員
個人を対象にしたものです。年額1口5,000円（0口以上）を支援いただきます。会費は払えないけれど、大阪大学ローバースを応援したいという方や、本会の目的に賛同いただける方は、是非こちらで会員となっていただけると幸いです。
●賛助会員
企業向けのものです。賛助金として年額1口10,000円（1口以上）を支援いただきます。
大阪大学内外で是非ご支援をお願いできればと存じます。
HPより、お申し込みを是非お願いいたします。
大阪大学ローバースの豊中28団としてのお披露目会（2023年10月14日）に主賓として田中副学長に祝辞をいただきました。
大阪大学ローバース育成会長・中野貴由
大阪大学ローバース副育成会長・坂本繁 -
2024.1.1
【解説】まてりあ1月号にJST-Crest（ナノ力学）の記事が掲載されました。
中野貴由*、石本卓也、松垣あいら、小笹良輔、ゴクチェカヤオズカン、安田弘行、趙研、小泉雄一郎、奥川将行、吉矢真人、藤井進、多根正和、三好英輔、東野昭太：
金属3D プリンティングの特異界面形成によるカスタム力学機能制御学の構築 ～階層化異方性骨組織に学びつつ～、
まてりあ、63[1], (2024), pp.36-41 -
2024.1.1
明けましておめでとうございます。今年も中野研一同精進していきますので、ご支援ご指導のほどよろしくお願い申し上げます。
