2021 Fiscal Year Research-status Report

焼結型金属三次元積層造形技術によるTiAl系合金造形と造形・焼結現象の解明

Research Project

Project/Area Number	21K03792
Research Institution	Tokyo Denki University
Principal Investigator	清水透東京電機大学, 理工学部, 特別専任教授 (60357217)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡利久規東京電機大学, 理工学部, 教授 (90210971)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	TiAl合金 / 焼結 / 三次元積層造形 / FFF方式 / 低酸素分圧
Outline of Annual Research Achievements	焼結型金属三次元積層造形技術による造形プロセス技術の開発を行った。造形はFFF方式(MEX)で行うため、そのためのバインダー及フィラメントの開発検討をおこない、純チタン、および合金（TiAl4V）フィラメントの作成を終了した。そのフィラメント、および改造造形装置を使用し、試験片形状が造形可能であることを確認した。さらに、アルゴンガス置換炉による、脱脂焼結をおこない、Mg利用脱水分脱酸素フィルターを使用すれば、到達真空度の低い（10-1Paレベル）ロータリーポンプのみの減圧においても、チタン系合金の光輝焼結が可能であることを確認した。さらに、低酸素分圧発生装置を購入した。この装置は、今後のTiAl合金の高品位焼結実験に使用し、TiAl合金の三次元積層造形実現のために使用する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason フィラメントの開発、造形装置の改良等を含め、一般的なチタン合金材料での造形を実施することができ、順調に進んでいる。次年度からはTIAl金属間化合物の三次元積層造形、および焼結実験へ進むことができ、進捗状況はおおむね順調である。
Strategy for Future Research Activity	2022年度には、2021年度に造形を完了した純チタン、チタン合金試験片の評価を行い、積層造形される製品の品質を評価する。この評価を基に、フィラメント(バインダー)の改善、造形装置の改善を継続する。さらにTiAl金属間化合物の積層造形、焼結を実施し、その品質の評価、改善を検討する。焼結においては20221年度に購入した低酸素分圧発生装置を利用し、高品質、および低コストの焼結方法が可能であるかを検討する。 2023年度には、造形プロセス技術の改善のほか、造形した製品の品質評価、改善の研究を行う予定である。