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2015 年度 実績報告書

金属粉末レーザ積層造形における形状寸法・微細構造制御のためのPFM/DEM解析

研究課題

研究課題/領域番号 26289273
研究機関香川大学

研究代表者

品川 一成  香川大学, 工学部, 教授 (30215983)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード材料処理・加工 / 機械材料・材料力学 / 数値解析
研究実績の概要

前年度に作成した解析コードについて検証,改善を行い,金属粉末レーザ造形用PFM/DEMハイブリッド解析法の構築を進めた.また,前年度に立ち上げたレーザ造形実験システムを用いたデータ収集を行った.
1.PFM/DEMハイブリッド解析法の構築: 昨年度,粘性有限要素法による2粒子の溶融結合過程の解析結果を基に作成した収縮力と接近速度の関係式を,粘性係数の補正係数としてDEMのモデルに導入した.これによりPFM/DEM連成法において溶融部の合体接近過程を再現できるようになった.また,焼結現象に対しては,粒子間のすべりの程度を変えてシミュレーションが行えるように,計算コードを改善した.これにより,各種条件下での焼結変形を再現可能になった.
2.実験システムによるデータ収集: 構築したレーザ造形実験システムを用いて,照射方法,条件等を変えて,系統的に実験データを収集した.まず,スポット照射において,照射j条件が溶融再凝固部分と周囲の焼結部の形態に与える影響を調査した.また,線状照射において,予熱の効果を調査した.その結果,予熱温度が高くなると照射条件が溶融再凝固部分の形態に影響することがわかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

異動に伴い,実験装置の梱包,移設等を行い,その間の実験を中断する必要があったため.

今後の研究の推進方策

実験装置の移設に伴う出費はあるが,研究計画の変更はなく,実験データの収集をできる限り行う.

次年度使用額が生じた理由

1000円以下の端数であり,次年度での使用が妥当であると判断した.

次年度使用額の使用計画

消耗品等の一部として使用する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] レーザ照射された金属粉末の焼結・溶融再凝固構造2015

    • 著者名/発表者名
      木戸健士郎,品川一成
    • 学会等名
      第23回機械材料・材料加工技術講演会
    • 発表場所
      東広島市
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] A coupled PFM/DEM approach for analyzing factors affecting dimension accuracy of micro-scale sintered components2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shinagawa, K. Okubo, O. Iwatsu, S. Tanaka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Powder Metallurgy in Asia (APMA2015)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 焼結収縮変形に及ぼす粒子間すべりの影響2015

    • 著者名/発表者名
      品川一成
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      いわき市
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] Phase-field simulation of elementary process in powder bed fusion2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shinagawa
    • 学会等名
      4th Asian Symposium on material Processing (ASMP2105)
    • 発表場所
      Indonesia
    • 年月日
      2015-08-10 – 2015-08-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PFM/DEM連成法による粉体の溶融結合シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      品川一成,木戸健士郎
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
  • [学会発表] 焼結体の形状寸法・微細構造制御のための数値解析法に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      品川一成
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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