2019 年度研究成果報告書

3Dプリンターで積層造形したシート状プリフォームを立体折り加工して組立てる造形法

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17K06827
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	複合材料・表界面工学
研究機関	呉工業高等専門学校
研究代表者	山脇正雄呉工業高等専門学校, その他部局等, 嘱託教授 (70700128)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	３Dプリンタ積層造形 / CFRPpリフォーム / ホットプレス処理 / ロボットアーム形成 / 短繊維強化樹脂
研究成果の概要	強度改善に最適な強化繊維配置を設計し、複数層に分けてプリフォームを３Dプリンタで積層造形し、予備成形処理後に金型で一体化する造形手法を検討した。予備成形したプリフォームの直接形成方法を中心に研究を行った。マンドリル型の３Dプリンタの開発を行い、ボルトの試作では３Dプリンタおよび金型を用いた予備成形プリフォームを一体化する試作を実施した。更に立体的なプリフォームを形成するためにロボットアーム型の３Dプリンタを開発した。材料供給モーターや変位計を実装し、３Dプリンタと同じような操作性で高精度な試作が可能であることを確認した。また造形の自由度を増すための短繊維強化CFRP材料の開発も実施した。
自由記述の分野	材料工学　複合材料　設計・作成プロセス・加工
研究成果の学術的意義や社会的意義	繊維配置の最適設計を反映できるプリフォーム形成を直接形成できる技術を開発することができた。マンドリル型の３Dプリンタではボルトなどの試作では分割されたプリフォームを組み合わせることの有効性が確認できた。ロボットアーム型ではより汎用的で高精度な制御ができるようになり、今後の展開が容易になり適用事例を増やすことができるようになった。３DCADとの連携も視野に入ってきており、今後の立体成形技術として有用な成果が得られたと考えている。