2021 Fiscal Year Annual Research Report
Metal 3D printing by powder bed fusion applying artificial gravity control
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19K14861
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
小池 綾 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (70781417)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 粉末床溶融結合法 / 遠心機 / 高重力 / 3Dプリンタ / 相似則 / レーザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究成果として，昨年度までに完成させていた回転機構とパウダーベッド（PBF）ユニットを組み合わせた試験装置について，10Gまでの耐加速度を想定していたPBF機構の駆動系をボールねじシステムに変更し，30Gの基礎造形試験まで実行できるようにした．しかしながらリコータ機構部は30Gの高加速度に耐えられず，現状ではまだ20Gまでの基礎データしか得られていない．
高重力場がPBFに与えるメリットを明らかにするとした本研究目的について，昨年度までにすでに造形物の高密度化，高強度化，スパッタの抑制，微細粒子の利用可能性といった効果を実験的に示し，金属組織の緻密化やボーリング現象の抑制など，計画時に想定していなかった良好な結果も示していた．しかし，高重力場における物理現象の相似的変化をまとめて提案した「異重力場の相似則」について，1/4倍サイズの粉末を利用するために16Gの合成加速度が不可欠であった．本年度はこうした検証不十分な領域を評価するために10Gよりも高い加速度付与を目指した改良に従事し，20Gまでの実験結果をまとめ，1/4倍サイズの粉末についても相似則が成り立つことを実験的に示した．
研究成果については国際学術論文誌2件が受理されたほか，国際会議において1件の基調講演を行った．国内学会でも1件の発表が完了し，国際会議発表1件を予定している．また，昨年度時点で申請した特許1件について，PCT特許出願も行い，国際的にも本研究における成果を社会に広く発信する状況を十分に整えた．
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