2022 Fiscal Year Research-status Report

金属基とセラミックス基複合材料の両方を実現する精密混合粉末を用いたＰＢＦ法の開発

Research Project

Project/Area Number	21K14063
Research Institution	Hokkaido Research Organization
Principal Investigator	鈴木逸人地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部工業試験場, 研究主任 (00759350)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	Additive manufacturing / レーザー粉末床溶融結合法 / 金属セラミックス複合材料 / 精密混合粉末 / 高速気流中衝撃法
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、アディティブマニュファクチャリング（AM）のひとつであるレーザー粉末床溶融結合法（L-PBF）による金属セラミックス複合材料造形において、粉体工学の観点から設計した精密混合粉末を用いることでL-PBFにより同じ材料の組み合わせでセラミックス量を大幅に変量した複合材料の高密度体造形が可能となるのか明らかにすることを目的とする。本年度は、高速気流中衝撃法による複合化粉末作製の限界条件および最適条件を探索するため、母粒子SUS316L粉末に対する子粒子Al2O3粉末の混合割合、処理時間、回転速度を変量し、複合化粉末の評価を行った。検討の結果、子粒子割合が増加するほど残存子粒子が無くなる最適な複合化粉末を得るには、処理時間を長くする必要があることがわかった。また、回転速度は、複合化の品質に影響が少なく、処理粉末の回収量への影響が大きいことが分かった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初計画ではレーザ粉末床用溶融結合法金属プリンターで造形試験を行う予定であったが、装置故障により造形試験を実施することができなかった。複合化粉末作製条件については、概ね明らかにできており、装置修理が終了次第、実験を行う予定である。
Strategy for Future Research Activity	精密混合複合化粉末を用いて造形試験を行う。レーザ照射条件は、すでに明らかにしている単体粉末での実験結果を参考に条件を設定、変量し、空隙の少ない最適な条件を探索する。また、造形体の力学特性評価を行う予定である。
Causes of Carryover	当初予定に対して旅費が低価格に抑えられ、さらに造形装置故障に伴い実験用消耗品の消費が少なくなったため、次年度使用額が生じた。