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Development of a design method for high power ultrasonic transducers using a metal 3d printer and topology optimization

Research Project

Project/Area Number 25K07631
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionInstitute of Science Tokyo

Principal Investigator

和田 有司  東京科学大学, 総合研究院, 助教 (40725123)

Project Period (FY) 2025-04-01 – 2029-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2028: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2027: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsトポロジー最適化 / 金属3Dプリンター / 強力超音波振動子 / 構造最適化 / レベルセット法
Outline of Research at the Start

超音波振動子は多彩な用途を有する産業応用上重要な素子である。トポロジー最適化は空隙を含めた材料配置すべてを設計する構造最適化手法である。金属3Dプリンター技術の一般化により、最適化により得られた三次元形状を造形し、試験や実製品への応用が可能になりつつある。トポロジー最適化を用いて超音波振動子を設計すれば、従来の振動子より優れたものが実現できる可能性がある。本研究は空中超音波音源向けの超音波振動子を対象として、金属3Dプリンターとトポロジー最適化を用いた超音波振動子の設計手法の確立を目指す。

URL: 

Published: 2025-04-17   Modified: 2025-06-20  

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