2021 Fiscal Year Research-status Report
Feasibility study for an additive manufacturing method of Ti-6Al-4V to manufacture beam windows
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21K18632
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
牧村 俊助 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (10391715)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | チタン合金 / 積層造形 / 加速器機器製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
64チタン合金の積層造形法によるビーム窓製造法を確立するための開発を進めている。窓部の内径が直径260mm、厚さ1 mmの球殻形状を持ちながら、応力緩和のための厚みを増やした試作品の製造に成功している。次の段階としてHot Isostatic Pressing法による欠陥の消失、残留応力の除去を行った。引き続いて研磨法によって表面粗さの向上、厚さ0.5 mmまでの減肉を進めている。試作品はヘリウムリーク試験、1 MPaまでの耐圧試験を計画している。
薄膜として積層した場合には、通常の積層造形品とは機械特性が異なることが想定される。そのため、薄膜として積層した試験片に関して、研磨なし、HIP処理なしの条件で機械特性の厚み依存性を取得した。結果として、十分な機械特性を得るために必要な積層厚みの結果を得ることができた。引き続いて、研磨あり、HIPありの条件での機械特性を得る計画である。また、積層造形品のHIP有無によって微細組織がどのように変化するかを光学顕微鏡、SEMによって観察した。
これらの成果に関して知財申請を行った。また、令和3年度の加速器学会で成果の公表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
大口径ビーム窓の球殻形状の積層を実現するためには3年間の試作が必要と考えていたが、1年目で積層可能な条件を見出すことができた。また、球殻形状の研磨法に関しても、目途がついた。積層造形品の機械特性に関しても評価法は確立することができたため、研究目標の達成の目途がついた。
研究の過程で、本手法の新たな応用展開に関してヒントを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次の段階としてHot Isostatic Pressing法による欠陥の消失、残留応力の除去を行った。引き続いて研磨法によって表面粗さの向上、厚さ0.5 mmまでの減肉を進めている。試作品はヘリウムリーク試験、1 MPaまでの耐圧試験を計画している。
積層した試験片に関して、引き続いて、研磨あり、HIPありの条件での機械特性を得る計画である。
本手法の新たな応用展開に関する研究を展開する予定である。
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| Causes of Carryover |
発注の結果として、端数として100円を次年度分として繰り越した。翌年度に使用予定である。
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Research Products
(3 results)
