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マルチマテリアルに基づく積層造形法の立体成形制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04250
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

楢原 弘之  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (80208082)

研究分担者 中谷 久之  長崎大学, 工学研究科, 教授 (70242568)
是澤 宏之  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (70295012)
研究協力者 清水 章充  
ロドリゲス シーロ  
田坂 明大  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード付加製造法 / アディティブ・マニュファクチャリング / 3Dプリンター / Additive Manufacturing / 3D Printing / 積層造形法 / 高速プロトタイピング / ラピッドプロトタイピング / マルチマテリアル
研究成果の概要

積層造形法で使用可能な樹脂材料の多様化に伴い、異種材料によるマルチマテリアル積層造形を可能とする成形方法について、積層界面の接合問題に焦点を絞って研究を実施した。機械的粗面処理の効果、大気圧プラズマによる化学的表面活性処理の効果、および窒素雰囲気環境下の効果を調べた。窒素雰囲気では大気での結果よりも破断強度の向上が見られた。
機械的粗面化処理(アンカー効果)や化学的表面活性処理(大気圧プラズマ処理)は、材料接合強度の向上方法として認識されているが、それらの処理は積層造形法特有のプロセスの影響を無視できないと考えられる。積層造形法による破断強度の向上方法については、さらなる調査が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

積層造形法で使用可能な樹脂材料は年々増加してきている。また樹脂の種類も多様化してきているが、異種材料によるマルチマテリアル積層造形については、まだ十分に研究されていない。異種材料によるマルチマテリアル積層造形を可能とする成形方法を研究することは、積層造形法の適用可能分野を拡大することに貢献可能となる。そこで本研究では、積層界面の接合問題に焦点を絞り、材料接合強度向上の方法として認識されている機械的粗面化(アンカー効果)や化学的表面活性化(大気圧プラズマ処理)の処理の効果、および窒素雰囲気造形環境下における効果を研究した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (13件)

  • [学会発表] 熱溶解積層法による造形物の機械的強度向上を目的とした低真空環境下での造形2019

    • 著者名/発表者名
      田坂明大, 楢原弘之, 是澤宏之
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FDM異種材料接合界面処理における大気圧プラズマ照射温度が引っ張り強度に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      ロドリゲス・シーロ, 楢原弘之, 是澤宏之, 中谷久之
    • 学会等名
      精密工学会九州支部 北九州地方講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Intermittent Monitoring of FDM Parts' Surface Conditions During the Manufacturing Process: A Newly Designed Automated Test Platform2018

    • 著者名/発表者名
      コペッチ・ロドリゲズ シーロ, 楢原 弘之, 是澤 宏之, 中谷 久之, 清水 章充
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FDM法における特殊雰囲気下での3Dプリンティングの検討2018

    • 著者名/発表者名
      田坂 明大, 楢原 弘之, 是澤 宏之
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Intermittent Monitoring of FDM Parts' Surface Conditions During the Manufacturing Process: A Newly Designed Automated Test Platform2018

    • 著者名/発表者名
      コペッチ・ロドリゲズ シーロ, 楢原 弘之, 是澤 宏之, 中谷 久之清水 章充
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 樹脂3Dプリンタによる異種材料接合の接合強度向上に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      清水 章充, 楢原 弘之, 是澤 宏之, コペッチ・ロドリゲズ シーロ中谷 久之
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] FDM法における特殊雰囲気下での3Dプリンティングの検討2018

    • 著者名/発表者名
      田坂 明大, 楢原 弘之是澤 宏之
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 樹脂3Dプリンター造形物の接合強度へ積層間の粗面化処理が与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      清水 章充,楢原 弘之,是澤 宏之,中谷 久之,コペッチ ロドリゲス シーロ
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of Electrically Conductive FDM Parts Adhesion Strength to Different Polymers through Atmospheric Pressure Plasma Treatment2017

    • 著者名/発表者名
      コペッチ ロドリゲス シーロ,楢原 弘之,是澤 宏之,中谷 久之,清水 章充
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 樹脂 3Dプリンタによる異種材料接合へ表面処理が与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      清水 章充, 楢原 弘之, 是澤 宏之中谷 久之
    • 学会等名
      精密工学会九州支部熊本地方講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 特殊雰囲気下における FDM法による3 Dプリンティングの検討2017

    • 著者名/発表者名
      田坂 明大, 楢原 弘之是澤 宏之
    • 学会等名
      精密工学会九州支部熊本地方講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Multi-Material FDM Parts Inter-laminar Adhesion Strength through Atmospheric Pressure Plasma Incidence2017

    • 著者名/発表者名
      ロドリゲズ・シーロ, 楢原 弘之, 是澤 宏之, 清水 章充中谷 久之
    • 学会等名
      精密工学会九州支部熊本地方講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタによる造形物への積層表面処理の違いによる接合力への影響2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章充,楢原 弘之,是澤 宏之
    • 学会等名
      成形加工シンポジア’16
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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