2015 Fiscal Year Annual Research Report
生分解性導電材料の超音波による粘度低下を利用した積層造形法
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25420094
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
舘野 寿丈 明治大学, 理工学部, 准教授 (30236559)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 積層造形 / チキソトロピ / 超音波 / 振動 / レオロジー / 生分解性材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，生分解性を持つ材料を使った積層造形の実現に向けて，超音波を援用した新たな造形手法の確立を目的としている．提案する超音波の援用方法は，材料となる分散液が加振によって微量なせん断を生ずることで粘性が低下し，静止すると粘性が回復するチキソトロピと呼ばれる性質を用いる．そこで，粘度低下を起こす材料の種類や，粘度低下の程度などを，振動との関係で定量的に明らかにすることが重要である．昨年度の研究において，(1)超音波援用塗布のための実験装置の開発，(2)塗布および積層実験，が実施されており，チキソトロピ性を有する材料の一つであるベントナイト水溶液を用いて塗布ができるまでになっていた．
本年度は，当初の研究計画に沿って，(1)塗布および積層における操作，材料，仕上がり形状の三者間の関係解明，(2)導電性評価実験，(3)超音波援用塗布のための実験装置の改良，を行った．操作，材料，仕上がり形状の関係については，まず，基礎的な実験として，押し出し圧力，材料中の金属フィラー濃度，ノズルから吐出量，との関係を明らかにし，適切に吐出できる条件を得た．次に，その条件において3次元積層造形を行い，ノズルの移動速度と仕上がり形状との関係を明らかにした．
導電性評価実験では，生分解性の金属フィラーを含んだ材料を直方体の形状に出力した上で，高温で熱し，脱脂および焼結させた造形物を対象に導電性を評価した，この結果，一般の金属と同程度の導電性が得られ，導電性材料利用の可能性を広げた．
超音波援用塗布のための実験装置改良においては，ピエゾ素子をノズルに直接設置し，超音波振動を発生できるようにした．従来機では超音波オモジナイザーを利用していたので，振動の大きさを制御することは困難であったが，改良機では自由に制御して実験できるようになり，加振の効果をさらに詳細に測定できるようになった．
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