PAW-based WAAMにおける酸化膜除去促進等を通じたポロシティ低減化技術の開発

• 研究課題/領域番号: 25K08344
• 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26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田代 真一 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (70432424)
• 研究分担者: 湯地 敏史 宮崎大学, 教育学部, 教授 (80418988)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: WAAM / ポロシティ / 気泡 / ガス流動場 / 酸化膜

研究開始時の研究の概要

鉄系やアルミ系材料等での積層造形で窒素や水素等が多く溶融金属に吸収されると気泡が発生し、排出されずに凝固すると固体金属内に小孔が生成されポロシティと呼ばれる欠陥となる。申請者はシールドガス流に引き摺られる形で積層部側面にガス渦が形成され、これにより周囲の空気(窒素)や水蒸気(水素)が積層部側に巻き込まれ溶融金属に多く吸収されること、そして溶融金属内に生じた気泡は流動や浮力により後方へと輸送され、最終的には酸化膜等によりスタックされポロシティとなることを明らかにした。本課題ではこの一連の現象を学術的に詳細に解明し、その知見に基づきガス流動場制御や酸化膜低減化等を通じてポロシティの低減化を図る。