• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2018 Fiscal Year Annual Research Report

機械特性向上のためのフェムト秒レーザピーニング技術の開発

Research Project

Project/Area Number 16H04247
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

佐野 智一  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30314371)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松田 朋己  大阪大学, 工学研究科, 助教 (30756333)
廣瀬 明夫  大阪大学, 工学研究科, 教授 (70144433)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsフェムト秒レーザ / レーザピーニング / フェムト秒レーザ駆動衝撃波 / アルミニウム合金 / ドライレーザピーニング
Outline of Annual Research Achievements

申請者らはこれまで、フェムト秒レーザピーニングによって疲労特性や硬さといった機械特性が向上すること、高密度転位を有する特異なナノ結晶が形成されること、さらにピーニング初期過程ではこれまで予想されなかったような超高速でかつ巨大に変形することを見出してきた。しかしながら、これら機械特性、微細組織、および格子ひずみの動的挙動の相関関係は明らかになっていない。そこで本研究では、これらの相関関係を明らかにすることによってピーニング効果発現機構を解明し、さらにフェムト秒レーザピーニング施工条件を最適化し、溶接部への適用の指針を導くことによって、機械特性を向上させるための「生産加工技術」としてフェムト秒レーザピーニング技術を確立することを最終目標とする。フェムト秒レーザピーニング技術の航空機部品への適用を目指し、航空機産業で広く用いられている3種類のアルミニウム合金A2024-T3、A6061-T6、A7075-T73を供試材料として用いる。今年度は、当初計画の「(2)フェムト秒レーザピーニング効果発現機構の解明とモデル構築」と「(3)新しいレーザパラメーターの導入および施工条件の最適化」に取り組み、計画通りの成果を得ることが出来た。さらに、前倒しで進めている「(4)フェムト秒レーザピーニングによる溶接継手の性能向上」にも取り組み、レーザ溶接継手だけでなく、FSW継手に対しても、疲労特性も向上させることに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究では、4年間で以下の4つの大項目に取り組む予定である;(1)フェムト秒レーザピーニング施工条件が機械特性および微細組織に及ぼす影響の評価、(2)フェムト秒レーザピーニング効果発現機構の解明とモデル構築、(3)新しいレーザパラメーターの導入および施工条件の最適化、(4)フェムト秒レーザピーニングによる溶接継手の性能向上。当初計画では、今年度は(1)、(2)、(3)に取り組む予定であったが、これらが順調に進み、さらにアルミニウム合金を複数の手法で溶接することが出来たため、計画を前倒しして(4)にも取り組んだ。その結果、(1)、(2)、(3)だけでなく、(4)でも良好な結果を得ることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

2019年度は、研究項目「(2)フェムト秒レーザピーニング効果発現機構の解明とモデル構築」のうち、「(2-4) 機構解明とモデル構築」を完結し、論文を執筆する。研究項目「(3)新しいレーザパラメーターの導入および施工条件の最適化」のうち、「(3-2) レーザパルスの時間プロファイルの影響評価」と「(3-3) ナノ秒レンジプレパルスの影響評価」には引き続き取り組み、「(3-4) 施工条件の最適化」に新たに取り組む。研究項目「(4)フェムト秒レーザピーニングによる溶接継手の性能向上」のうち「(4-1) フェムト秒レーザピーニング処理された溶接継手の特性評価」には引き続き取り組み、「(4-2) 溶接継手の性能向上のための指針」に本格的に取り組む。

  • Research Products

    (15 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Nevada, Reno/University of Cincinnati(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Nevada, Reno/University of Cincinnati
  • [Int'l Joint Research] University of Ljubljana(スロベニア)

    • Country Name
      SLOVENIA
    • Counterpart Institution
      University of Ljubljana
  • [Int'l Joint Research] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Czech Academy of Sciences
  • [Journal Article] Femtosecond Laser Peening of Friction Stir Welded 7075-T73 Aluminum Alloys2018

    • Author(s)
      Kawashima Terumasa、Sano Tomokazu、Hirose Akio、Tsutsumi Seiichiro、Masaki Kiyotaka、Arakawa Kazuto、Hori Hisashi
    • Journal Title

      Journal of Materials Processing Technology

      Volume: 262 Pages: 111~122

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.06.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of corrosion resistance of AA2024-T3 using femtosecond laser peening without protective and confining medium2018

    • Author(s)
      Trdan Uros、Sano Tomokazu、Klobcar Damjan、Sano Yuji、Grum Janez、Sturm Roman
    • Journal Title

      Corrosion Science

      Volume: 143 Pages: 46~55

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.08.030

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ultrafast Sstructural Behavior in Shock-compressed Iron Probed Using XFEL2018

    • Author(s)
      Tomokazu Sano
    • Organizer
      Materials Science & Technology 2018 (MS&T18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dry laser peening for improving fatigue properties of aluminum alloys using femtosecond laser pulses2018

    • Author(s)
      Tomokazu Sano
    • Organizer
      Photonics Asia 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェムト秒レーザアブレーション中の鉄の格子ひずみのXFELによるその場計測2018

    • Author(s)
      佐野智一
    • Organizer
      第2回レーザー学会「ユビキタス・パワーレーザー」専門委員会・第2回科学技術交流財団「マイクロ固体フォトニクス」研究会
    • Invited
  • [Presentation] A Consideration of the Mechanism of Femtosecond Laser Peening through XRD Study of Single Crystal Aluminum2018

    • Author(s)
      Tomokazu Sano, Terumasa Kawashima, Akio Hirose, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu, Yuji Sano
    • Organizer
      7th International Conference on Laser Peening and Related Phenomena
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dry Laser Peening: Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions2018

    • Author(s)
      Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kazuto Arakawa, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu, Kiyotaka Masaki, Yuji Sano
    • Organizer
      7th International Conference on Laser Peening and Related Phenomena
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Material Properties of Femtosecond Laser-Peened 2024 Aluminum Alloy without Coating and Plasma Confinement Medium2018

    • Author(s)
      Masaki Kasuga, Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kiyotaka Masaki, Yuji Sano
    • Organizer
      7th International Conference on Laser Peening and Related Phenomena
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A New Laser Peening Technique for Improving Fatigue Properties of Metals: Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions2018

    • Author(s)
      T. Sano
    • Organizer
      12th International Fatigue Congress (FATIGUE 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドライレーザピーニングによるアルミニウム溶接継手の疲労特性向上:放射光X線による非破壊ひずみ計測とXFELによる動的ひずみ計測2018

    • Author(s)
      佐野智一
    • Organizer
      社団法人日本材料学会 第335回疲労強度部門委員会・第189回X線材料強度部門委員会「合同部門委員会」
    • Invited
  • [Presentation] 新しいレーザピーニング技術 ~犠牲層を用いない大気中で施工可能なドライレーザピーニング~2018

    • Author(s)
      佐野智一
    • Organizer
      第89回レーザ加工学会講演
    • Invited
  • [Presentation] フェムト秒レーザピーニング処理を施した2024アルミニウム合金の材料特性2018

    • Author(s)
      春日仁希, 佐野智一, 詠村嵩之, 廣瀬明夫, 堤成一郎, 政木清孝
    • Organizer
      第89回レーザ加工学会講演会

URL: 

Published: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi