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自律型AEセンサネットワークの開発と難計測環境への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14820
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

伊藤 海太  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主任研究員 (30554381)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードアコースティック・エミッション法 / Internet of Things / リモートセンシング / インプロセスモニタリング / 無線計測 / 非破壊評価 / プロセスモニタリング / スマートセンサ情報システム / モニタリング / 材料加工・処理 / 計測工学 / 解析・評価
研究成果の概要

小型軽量・バッテリ駆動・無線で連続波形計測が可能なアコースティック・エミッション(AE)計測装置を開発し、材料の製造加工プロセスのように、高ノイズ・大型・密閉・回転などの計測が困難な環境でもモニタリング可能とした。また、開発した装置の社会実装を目指した応用研究も行った。鉄道車両構体の摩擦攪拌接合(FSW)プロセスのモニタリングや、金属材料の積層造形(いわゆる3Dプリンタ) で、プロセス中に微小き裂の発生をリアルタイムに検出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、従来のAE法の応用範囲はもちろん、材料の製造加工プロセスなどの従来では計測困難であった環境でも利用でき、かつ簡便なアコースティック・エミッション計測装置が開発された。これは材料の開発や製造の現場でリアルタイムのモニタリングで得られるデータを大きく増強するものであり、材料研究の加速やコスト低減に貢献できるものである。さらには、AEのデータをトリガとしたプロセスの制御も可能であり、これは構造材料の特性向上にもに有用な効果が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Noise Tolerant and Wireless AE Measurement System for Process Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Kaita Ito, Kazuki Takahashi, Manabu Enoki
    • 雑誌名

      Journal of Acoustic Emission

      巻: 36

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] AE measurement during friction stir welding of flame-resistant magnesium alloy with simulated inclusions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takahashi, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki, Kaita Ito, Eitaro Yukutake
    • 雑誌名

      Journal of Acoustic Emission

      巻: 36

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] ワイヤレスAE計測による難燃性マグネシウム合金接合品質のリアルタイム評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤海太, 高橋一輝, 行武栄太郎, 榎学
    • 学会等名
      軽金属学会第138回春期講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] AE連続波形計測による材料加工中の欠陥発生と相変態のリアルタイムモニタリング2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤海太
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第179回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ crack monitoring by acoustic emission method during selective laser melting process2020

    • 著者名/発表者名
      Kaita Ito
    • 学会等名
      SIP additive manufacturing international workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AE連続波形の無線伝送とリモート解析による診断システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤海太, 榎学
    • 学会等名
      第22回アコースティック・エミッション総合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Noise tolerant and wireless AE measurement system for process monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Kaita Ito, Kazuki Takahashi, Manabu Enoki
    • 学会等名
      The 61st acoustic emission working group
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無線AEモニタリングを用いた難燃性マグネシウム合金FSW中の接合欠陥のリアルタイム検出と要因判別2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤海太, 高橋一輝, 行武栄太郎, 榎学
    • 学会等名
      軽金属学会第136回春期講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mg合金の摩擦攪拌接合中における介在物起因のAEの無線計測2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋 一輝, 白岩 隆行, 榎 学, 伊藤 海太, 行武 栄太郎
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期(第164回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Continuous recording and wireless transmission of AE waveforms by battery powered sensor nodes2018

    • 著者名/発表者名
      Kaita ITO, Manabu Enoki
    • 学会等名
      33rd European conference on acoustic emission testing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マグネシウム合金のFSW中のAE信号の高感度無線計測2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 一輝, 白岩 隆行, 榎 学, 伊藤 海太, 行武 栄太郎
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of wireless AE streaming server for monitoring of materials manufacturing processes2018

    • 著者名/発表者名
      Kaita Ito, Kazuki Takahashi, Manabu Enoki
    • 学会等名
      24th International acoustic emission symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wireless AE measurement during friction stir welding of flame-resistant magnesium alloy2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takahashi, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki, Kaita Ito, Eitaro Yukutake
    • 学会等名
      24th International acoustic emission symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 難燃性マグネシウム合金のFSW中のAE信号の無線計測2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 一輝, 白岩 隆行, 榎 学, 伊藤 海太, 行武 栄太郎
    • 学会等名
      日本金属学会 2018年春期(第162回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] AE波形の連続無線転送による難燃性マグネシウムFSW中の欠陥モニタリング2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 海太, 髙橋 一輝, 行武 栄太郎, 榎 学
    • 学会等名
      軽金属学会 第133回秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] AE波形の連続無線転送が可能な独立センサノードの開発2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 海太, 榎 学
    • 学会等名
      第21回 アコースティック・エミッション総合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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