| 研究課題/領域番号 |
20K05165
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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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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
吉田 佳典 岐阜大学, 工学部, 教授 (60303674)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 積層造形 / ウェッジ鍛造 / 内部欠陥 / 未溶融欠陥 / 高強度 / 内部空孔 / 表面粗さ / 金属積層造形 / 塑性加工 / 空孔欠陥 / 空孔体積率 / 延性 / 粉末床 / SLM / 画像解析 / 微小空孔 / 多軸応力 / 鍛造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粉末床選択的レーザ溶融を用いた金属積層造形法で得られる造形物内の微小空孔に対し，多軸応力状態下における鍛造を施すことによってこれらを消失させる条件を学術的に検討する．当該手法において，低荷重でかつ大変形を付与する条件を塑性力学的に検討し，最適な応力比および導入すべきひずみの大きさと内部微小空孔の圧着条件との関係を解析的に検討することで，組織制御すなわち内部空孔圧着条件を明らかにする.
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| 研究成果の概要 |
粉末床選択的レーザー溶融法によって積層したマルエージング鋼造形物の内部に残存する未溶融欠陥である微小空洞および造形物の機械的特性を，エネルギー密度一定条件のもとで4種類のレーザ走査速度およびハッチングスペースの組み合わせで勝負ロックを造形した．造形物から小型引張試験片を切り出して，引張試験に供することによって評価した．また，内部欠陥を圧着消失させるべく，代表者が開発したウェッジ鍛造によって低荷重に大ひずみを導入することによって圧着する手法を実験および数値シミュレーションによって検討した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属積層造形を用いて金型を製造する際，どうしても内部に微小空洞が残存し，これが製品の機械的特性を低下させる要因となりうる．現状では，熱間等方圧加圧法（HIP）処理などの後続加工によってこれらを減少させているが，必ずしも０とはならない．一方，塑性加工には鍛造という技術があり，内部中心近辺の欠陥を圧着する．しかしながら内部欠陥の理論的消失条件は必ずしも明らかにはなっていない．本研究では，積層造形における内部欠陥予測の基礎知見を得ること，同時に垂直方向偏差応力を効率よく増大させることで，低荷重で大ひずみを付与することが可能とするウェッジ鍛造法の機構を解明する．
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