構造最適化と指向性エネルギー堆積法に基づく負熱膨張金属複合材料の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18KK0412
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 竹澤 晃弘 広島大学, 工学研究科, 准教授 (10452608)
• Project Period (FY): 2018 – 2020
• Keywords: 積層造形 / 負熱膨張材料 / 複合材料 / 構造最適化

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，指向性エネルギー堆積法を利用し，構造最適化によるメカニズム設計に基づき，金属負熱膨張複合材料を開発する．指向性エネルギー堆積法とは，任意の金属材料をノズルにより上から直接供給し，レーザーで溶融しながら構造を積層していくという手法であり，供給材料が異なる二つのノズルを切り替えながら造形することにより，金属複合材料が一度のプロセスで作成可能である．この技術に関して，海外共同研究者であるAlbert To教授は第一人者であり，研究交流を通じて世界最先端の技術の習得を図る．そして，指向性エネルギー堆積法の利点を活かし，基課題では難しい，大型の部品を対象とした材料を，構造最適化法を活用しつつ検討する．しかし，大型構造においては温度ムラが生じるため，それを考慮した熱膨張の制御を行う必要がある．このような温度ムラに対応するため，適材適所で熱膨張を変化させたいわゆる傾斜機能構造の実現も目指す．本年度は，海外共同研究者の元に滞在を開始し，指向性エネルギー堆積法の原理及び造形プロセスの解析技術について指導を受けながら，構造最適化構築のための基礎情報を収集した．また，国際共同研究者の得意とする傾斜機能材料最適化アルゴリズムの技術供与を受けながら，構造最適化法の共同開発を開始した．そして，指向性エネルギー堆積法の機器を使用するため必要な，滞在先の大学が提供する各種安全衛生トレーニングを受け，次年度の実験の準備を行った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り共同研究先に滞在を開始し，共同研究を実施している．

Strategy for Future Research Activity

引き続き，傾斜機能材料最適化アルゴリズムの技術供与を受けながら，構造最適化法の共同開発を行う．そして，指向性エネルギー堆積法の機器を自ら使用し，実験を行っていく．