金属積層造形時の力学的諸問題の解決に向けた革新的予測手法の構築

• 研究課題/領域番号: 24K21653
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪公立大学
• 研究代表者: 生島 一樹 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80734003)
• 研究分担者: 前田 新太郎 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 特任助教 (30975339)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2024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: 金属積層造形 / 熱弾塑性解析 / 熱変形 / 残留応力 / 高性能計算

研究開始時の研究の概要

本研究では、金属積層造形時の力学的な挙動を予測可能な解析手法を構築するために、独自の解析手法である理想化陽解法FEMに対して、ボクセルFEMや並列化アルゴリズムなどのさらなる高速化を図ることで高効率な解析手法を提案する。これを応用することで、造形時の変形や残留応力、割れの発生機構を解明する。さらに、開発する高速解析手法を応用することで、造形時の変形や残留応力の低減や、割れの発生を防止可能な造形方案を自動的に提案する手法を開発する。これを用いることで、造形対象の形状が与えられれば最適な加熱順序を決定することができるようになり、製造業に対して極めて大きな影響をもたらす可能性がある。