2014 Fiscal Year Annual Research Report
レーザ照射部の溶接ポロシティ制御によるその場局所マイクロポーラス金属の創成
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25289240
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川人 洋介 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (70379105)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 博士 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00252338)
片山 聖二 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (10144528)
村川 英一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60166270)
西本 浩司 阿南工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40501169)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザ / 溶接・接合 / ポロシティ / 制御 / その場局所 / マイクロポーラス / 金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低炭素社会では、金属の軽量化と高機能化が同時に必要で、ポーラス金属は期待される材料である。本研究では、レーザ照射された金属部に生じる空孔（溶接ポロシティ）を、その場局所に、密度、サイズ及び形状まで高度に制御したマイクロポーラス金属を世界に先駆けて創成する為の基盤的な研究を実施した。本年度は、昨年度に得られた研究成果を踏まえ、ポロシティ制御によりその場局所に制御されたチタンのマイクロポーラス金属を創成し、創成したポーラス金属のX線CTによる微細構造解析を行い、機械的性質及び熱伝導性等の材料性能評価も実施した。
ポロシティ制御によるその場局所マイクロポーラス金属の創成：レーザ適応制御は、人間に例えると、モニタ（目）の情報で、適応制御アルゴリズム（頭）で判断し、適切な指令をレーザ発振器（手）に与える自己完結型の制御である。溶融池からの熱放射と、キーホールの成長速度との対応づけを行い、所定の位置（キーホール底部）に高確率で空孔を生成できた。また、微細空孔を二次元的にワンパスで分布させる特定の加工条件の存在が示唆された。
ポーラス金属の微細構造解析、材料性能評価及びデータベース構築：創成したポーラス金属に対し、内部構造をX線CTで測定した結果、チタンの空隙は球形であった。一方、X線観察しやすい対象として、先駆的にレーザ溶接を実施したアルミニウム合金では、球形だけでなく、ライン形状の空隙が得られ、異方性を材料に付加できる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度に得られた研究成果を踏まえ、ポロシティ制御によりその場局所に制御されたチタンのマイクロポーラス金属を創成し、創成したポーラス金属のX線CTによる微細構造解析を行い、機械的性質及び熱伝導性等の材料性能評価についても実施した。よって、研究は予定通り進捗していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究を進め、実験することで新しい事実が得られた。具体的は、100μm以下の微細空孔が二次元的に分布する特定の条件や異方性を材料に付加できるライン形状の空隙等である。このような新しい知見を本研究に取り組み、新しい研究分野の創出及び産業界への展開へ繋げていくことを図る。
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