2006 Fiscal Year Annual Research Report
ラピッドプロトタイピングを応用した金属部品の迅速作製技術の開発
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17360356
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
香川 明男 長崎大学, 工学部, 教授 (00093401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貝 猛 長崎大学, 工学部, 助教授 (60253481)
水本 将之 長崎大学, 工学部, 助手 (90325671)
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| Keywords | 迅速作製技術 / ニアネットシェイプ / 溶融紡糸堆積法 / アルミニウム合金 / マグネシウム合金 / 積層造形 |
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| Research Abstract |
溶融堆積法(FSD法)は、鋳型を用いずに溶融金属を直接基板上に積層させ、金属部品を作製する新しい鋳造方法である。本申請課題では、実用金属で最も軽く、リサイクル性に優れたMg合金を用いてFSD法により円筒試料を作製し、その形状制御条件を明らかにし、さらに溶融堆積法の大型部品への応用を図るためにノズル駆動方式を採用し、合金溶湯貯蔵部からノズル部への溶湯搬送システムを検討することを目的とした。ダイカスト用Mg合金(AZ91D)を用いた実験では、ノズル材料にKCカーボンセラミックス用い、溶湯が流出可能な条件を調べた結果、ノズル径が0.5mm、溶湯温度がAZ91Dの融点から過熱度50℃(648℃)で流出可能であることがわかった。そこで、基板回転速度を変化させて円筒試料を作製した結果、どの基板回転速度でも積層することができなかった。そこで、積層中に試料を水冷することにより、形状を安定させることを試みた。その結果、水冷することより、空冷では形状を維持できなかった条件においても、安定した形状で積層が可能であることがわかった。しかし、試料の表面には凹凸がみられ、表面平滑性には乏しいことから、形状安定性と表面平滑性を共に満たすような冷却方法について検討する必要がある。
また、溶湯搬送システムにおける溶湯搬送チューブの作製を試みた。チューブに用いる黒鉛クロスの枚数を変え、またクロスの空隙を埋めるため黒鉛粒子を付着させて溶湯の漏れ試験を行い、最適構造を検討した。そして黒鉛テープ、黒鉛クロス及びステンレステープを用いて、溶湯搬送チューブを製作した。溶湯搬送チューブに用いる黒鉛クロスの溶湯の漏れ試験を行った結果、黒鉛クロス5層で漏れはみられなくなった。搬送時の溶湯の漏れについてはノズル径が0.5mm以上の条件において、漏れがなくなり、溶湯搬送が可能であることが確認された。
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