| 研究概要 |
本研究は、耐熱性や耐食性・耐磨耗性に優れているが難加工な高融点金属・合金や金属間化合物等を自由造形する新たな3次元マイクロ溶接法(3DMW)を開発し、将来的にはIT技術との融合により遠隔生産システムを構築することを目的としている。去年度は、3DMWの要素技術である金属ビード制御法を開発し、Ti, Ni, TaおよびNiAl, NiTi等の3次元自由造形に関する造形制御と組織制御研究を行い、簡単な3次元造形物の試作に成功した。
今年度はTiおよびインコネル合金の3次元造形におけるパルスアーク電流値とパターン制御、造形品の硬さと強度評価、CADシステムとのリンク等を主に研究し、繊密で強度的にも保証し得るミリメータサイズの3次元自由造形品が自動作製できる目処をつけた。
また、3DMW装置に改良を加えて金属表面にセラミック被覆およびアルミナイド被覆を施せる幾能を付与した。すなわち、微弱なアーク放電により金属表面に微小溶融プールを形成させ、窒素ガスを吹き付けて金属窒化物膜を形成させる機能を持たせた。このとき、放電位置、放電電流、試料電極間距離などをCAD/CAMファイルに基づき制御することにより、試料表面上の微小部部分を選択的に窒化物被覆できるようにした。さらに、前記微小溶融プールにアルミニウム細線を供給しつつ放電と電極移動を継続することにより、試料金属表面にアルミナイド被覆を施せるようにした。これらの機能を持たせた3DMW装置を用いて、チタンへのTiN被覆、TiAlへのTiN被覆、ニオブへのNbN被覆を行った。また、ニオブへのNbAl_3被覆も行った。いずれの場合においても良好な被覆ができ、硬度、耐摩耗性、耐酸化性の著しい向上が観測された。
以上、本研究プロジェクトの最終年度として、3DMWによる耐熱・耐磨耗・耐食材料の自由造形および自由被覆法の基礎技術を確立することが出来た。
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