PAW-based WAAMにおける酸化膜除去促進等を通じたポロシティ低減化技術の開発

• Project/Area Number: 25K08344
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 田代 真一 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (70432424)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 湯地 敏史 宮崎大学, 教育学部, 教授 (80418988)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: WAAM / ポロシティ / 気泡 / ガス流動場 / 酸化膜

Outline of Research at the Start

鉄系やアルミ系材料等での積層造形で窒素や水素等が多く溶融金属に吸収されると気泡が発生し、排出されずに凝固すると固体金属内に小孔が生成されポロシティと呼ばれる欠陥となる。申請者はシールドガス流に引き摺られる形で積層部側面にガス渦が形成され、これにより周囲の空気(窒素)や水蒸気(水素)が積層部側に巻き込まれ溶融金属に多く吸収されること、そして溶融金属内に生じた気泡は流動や浮力により後方へと輸送され、最終的には酸化膜等によりスタックされポロシティとなることを明らかにした。本課題ではこの一連の現象を学術的に詳細に解明し、その知見に基づきガス流動場制御や酸化膜低減化等を通じてポロシティの低減化を図る。