Establishment of prediction method of metal-polymer joining strength via metal surface profile

• Project/Area Number: 24K21210
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 梶原 優介 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60512332)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2026: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
• Keywords: 異材接合 / 直接接合 / 表面性状 / 強度予測 / 熱水処理

Outline of Research at the Start

本研究の目的は，金属表面にナノマイクロ構造を創製して溶融樹脂を流し込み強固な接合を得る金属樹脂直接接合法において，金属表面性状から接合強度を高精度で予測する方法を確立することである．金属表面の物理的形状はアンカー効果とファンデルワールス力に影響し，化学的状態は主に水素結合に影響する．これらの寄与率を実験（形状測定，元素分析，接合実験）と理論（材料力学，有限要素法，分子動力学，機械学習）両面から定量化して接合強度の定量予測法を確立し，金属樹脂成形接合法を真の産業応用に発展させる．