| 研究課題/領域番号 |
17K06872
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
清水 利弘 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70196525)
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| 研究分担者 |
中村 裕紀 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (10612939)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 摩擦攪拌接合 / 異種材料接合 / CFRTP / 熱可塑性樹脂 / アルミニウム合金 / 異材接合 / 熱可塑性樹脂複合材料 / 摩擦攪拌点接合 / 樹脂／アルミニウム合金異種接合 / 摩擦攪拌公転結合 / ABS樹脂アルミニウム摩擦攪拌接合 / 材料加工・処理 / 機械材料・材料力学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，アルミニウム合金と樹脂材料（および繊維強化樹脂材料）を，接着剤やボルト締結に代用する接合法であるFSW（材料を工具によって塑性流動させることによる接合）法において，強度が得られる有効な条件について検討した．A1100合金とABSおよび，ポリカーボネート樹脂の各種の摩擦攪拌重ね合わせ接合法について，工具の形状，回転速度，接合速度等の条件を変化させて作成した継手を評価した．
その結果，接合する合金の種類，接合の種類によって最適な接合条件は大きく変化し，また作成した継手の強度は，材料の噛み合いによって担保されていること，摩擦熱による合金温度が理想的なときに強い継手が得られることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アルミニウム合金と炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は，いずれも軽量化が要求される構造物に必要不可欠のものになってきている．しかしながら，この二者は性質が大きく異なるため接合の際には従来の方法では，部品数の増加や，経年劣化といった困難を伴う．これに対して本研究対象のFSWは，固相接合であることから，これまでの接合法に対してメリットがある．
これまでFSWは異種金属材料間の接合法として研究がなされてきたが，複合材料と金属間の接合はまだ実用化されてなく，研究はまだ発展途上である．研究の成果は，接合のための諸条件を，作成した継手の強度，表面状態をもとに検討したものであり，実用化に対して資するものである．
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