ワイヤアークAMにおけるスパッタ発生機構の解明と品質保証のための条件設定指針の構築

• 研究課題/領域番号: 24K07252
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18020:加工学および生産工学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 山口 貢 金沢大学, 設計製造技術研究所, 助教 (50800877)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: アディティブマニュファクチャリング / 指向性エネルギ堆積法 / ワイヤアークAM / スパッタ / ワイヤ溶融・凝固現象

研究開始時の研究の概要

本研究は，金属材料を用いた付加製造法(AM)の中で指向性エネルギ堆積法(DED)に分類されるワイヤアークAM(WAAM)を対象とする．造形領域から発生するスパッタは造形物を大気暴露から保護するためのシールドガスの乱れを誘発し，溶融池や造形物内部に取り込まれたときに気孔や介在物を形成して造形物の機械的強度を低下させる要因となる．本研究では，アークや溶融池の様相，溶滴移行現象を含む造形プロセスの観察と電流・電圧波形の測定，スパッタ挙動の解析，造形物の温度測定により，造形中のスパッタの発生に寄与する因子を特定し，スパッタの発生機構を解明して抑制手法を確立する．