| 研究課題/領域番号 |
22K04750
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 治道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90357145)
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| 研究分担者 |
佐藤 直子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00712481)
板垣 宏知 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (00793184)
長 秀雄 青山学院大学, 理工学部, 教授 (60296382)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 積層造形 / 非破壊検査 / レーザー超音波 / AE |
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| 研究開始時の研究の概要 |
積層造形は、任意の形状の積層造形物を作成するための加工法である。金属の積層造形物は構造材としての利用が期待されるが、金属粉末の状態やプロセス条件と欠陥形成の関係など不明な点が多く、現象の解明が重要である。現象解明と、積層造形物の信頼性のためには、インプロセスな非破壊検査技術を開発する必要がある。本研究では、レーザー超音波法、アコースティック・エミッションを導入した小型のパウダーベッド法の装置を開発し、積層造形物のインプロセスな非破壊検査を行う。さらに、X線透過装置を用いたレーザー焼結粉末その場観察装置の実験も行う。焼結条件と欠陥形成の現象解明を行い、プロセス最適化に寄与する。
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| 研究実績の概要 |
Powder bed fusionによる金属積層造形は一層分の金属粉をレーザービーム(Selective Laser Melting, SLM)もしくは電子ビーム(Electron Beam Melting, EBM)で溶かしたり、焼結したりすることによって造形する。
我々は、熱源としてレーザービームを用いるSLMを念頭においた研究開発を行っている。
一般的に、SLMで使われる金属粉の粒子径は10~40マイクロmである。
積層造形物にポア状の欠陥ができる原因として、金属粉末の加熱不足による溶融不良、加熱過剰による気泡の生成、金属粉内部の欠陥等が考えられる。
内部に欠陥がある金属粉を使い積層造形を行うと、造形物内部に欠陥が生じる可能性が高い。
そこで、プラズマを用いて金属粉末を瞬間的に溶かし、再凝固させることにより、金属粉内部の欠陥を減らす実験を行なった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
AEと LUによる非破壊検査装置と一体化した小型PBF装置において、加工用レーザーとデジタルガルバノスキャナを取り付け、コントロール用のソフトウェアを開発することにより平面造形はできるようになった。しかし、次の段階である積層加工の機構の開発が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは2層の積層から始める。並行して、市販PBF装置で作成した試料の評価を試みる。
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