トポロジー最適化による材料組織制御を実現するための粉末冶金プロセス

• 研究課題/領域番号: 25K01513
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20293756)
• 研究分担者: 西脇 眞二 京都大学, 工学研究科, 教授 (10346041) ; TAN WAIKIAN 豊橋技術科学大学, 総合教育院, 准教授 (10747695) ; 小林 正和 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20378243) ; 古田 幸三 京都大学, 工学研究科, 特定助教 (20833031)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2026年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2025年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 粉末冶金法 / 複合顆粒 / トポロジー最適化 / 複合材料 / マルチスケール組織制御

研究開始時の研究の概要

材料開発の現場においても、DX（デジタルトランスフォーメーション）化が加速しており計算機科学、情報科学の知見から材料開発のリードタイムの短縮が期待されている。しかしながら現時点では、古典的なモノづくりの技術である粉末冶金法との親和性が低い。計算機が予想する材料微構造・組織などの最適解を、精度良く作製可能な柔軟な粉末冶金プロセスの確立が望まれている。本研究では、次世代の複合材料を創製するために、トポロジー最適化を用いた微構造設計手法を導入し、導かれた最適な材料内部組織を、ナノ領域からミクロ、マクロ領域にわたりマルチスケールで造り込む新規なパウダープロセッシング（粉末冶金）技術の確立を目指す。