( etar gninedrahkroW( sserts eurT( sserts )aPMgnireenignE)aPM)aPM 00 004) I. Gibson, D.W. Rosen and B. Stucker, Additive manufac- turing technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. New York: Springer. (2010) 5) D. Banerjee and J.C. Williams, Acta Mater., 61 (2013), 844-879. S. Bahl, S. Suwas and K. Chatterjee, Int. Mater. Rev., 66 (2021), 114-139. T.J. Huat, J.C. Perna, E.A. Newcombe, N. Valmas, M. Kitazawa, R. Medeiros, J. Mol. Biol. 431 (2019), 1843-1868. 6) 7) 8) B.C. Costa, C.K. Tokuhara, L.A. Rocha, R.C. Oliveira, P.N. Lisboa-Filhob, J.C. Pessoa, Mater. Sci. Eng. C 96 (2019), 730-739. L.M. Elias, S.G. Schneider, S. Schneider, H.M. Silva, F. Malvisi, Mater. Sci. Eng. A, 432 (2006), 108-112. 9) 10) Y.L. Zhou and D.M Luo, Mater. Charact., 62 (2011), 931-937. 11) R.I. Jaffee, H.R. Ogden and D.J. Maykuth, Trans. Am. Inst. Mining Metall. Eng., 188 (1950), 1261-1266. 12) H. Conrad, Prog. Mater. Sci., 26 (1981), 123-404. 13) Q. Yu, L. Qi, T. Tsuru, R. Traylor, D. Rugg, J.W. Morris Jr., M Asta, D.C. Chrzan and A.M. Minor, Science, 347 (2015), 635-639. 14) Y. Chong, M. Poschmann, R. Zhang, S. Zhao, M.S. Hooshmand, E. Rothchild, D.L. Olmsted, J.W. Morris Jr., D.C. Chrzan, M. Asta, A.M. Minor, Sci. Adv., 6 (2020) 1-11. 15) M. Wasz, F. Brotzen, R. Mclellan and A. Griffin, Int. Mater. Rev., 41 (1996), 1-12. 16) M. Morita, S. Suzuki, Y. Kato, W. Li, O. Umezawa, Mater. Sci. Eng. A, 793 (2020), 139660. 17) J.Q. Ren, Q. Wang, X.F. Lu, W.F. Liu, P.L. Zhang and X.B. Zhang, Mater. Sci. Eng. A, 731 (2018), 530-538. 18) Y. Chong, R. Gholizadeh, T. Tsuru, R. Zhang, K. Inoue, W. Gao, A. Godfrey, M. Mitsuhara, J.W. Morris Jr., A.M. Minor and N. Tsuji, Nat. Commun., 14 (2023), 404. ４．むすび 謝 辞 参考文献 1) L.E. Murr et al, J. Mater. Sci. Technol., 28 (2012), 1-14. 2) W.E. Frazier, J. Mater. Eng. Perform., 23 (2014), 1917-1928. S.M. Thompson, L. Bian, N. Shamsaei and A. Yadollahi, Addit. Manuf., 8 (2015), 36-62. 3) 120010008006004002000.05図13 (a) 造形方向に垂直した方向に造形した純Tiと酸化物を添加した試料の公称応力－公称ひずみ曲線， (b) 真応力－真ひずみ曲線と加工硬化率の変化 本稿では，Ti64の多孔質体の積層造形および圧延材との拡散接合，多孔質／緻密体の一体造形，さらに，純Ti粉末と酸化物粉末からなる混合物の積層造形による生体親和性に優れる高酸素Ti合金の作製について述べた．積層造形したTi64の多孔質体と圧延材を930℃で拡散接合した結果，界面で良好な接合を有し，JIS規格を越える十分な硬さを示した．また，一体造形したTi64の多孔質／緻密体が柱状晶組織を呈し，造形体上部の方が組織は細かい．一方，純Tiに微量の酸化物を添加し，3D造形のワンプロセスのみで酸素などの固溶による高強度化が実現できる．積層造形中の急速凝固により形成された特異な組織形態が高延性化にも寄与し，高強度と高延性の両立を実現することが可能となる．今後，この高酸素Ti合金による人工股関節用多孔質層と緻密体の一体造形を試みる．このように，金属3Dプリンタを駆使して高強度・高延性かつ優れた生体適合性を有する高酸素Ti合金が開発でき，これにより，次世代カスタムメイドインプラント等医用分野のみならず，将来，航空機や自動車部品にもTi64合金の代替材料としての応用が可能であり，実用的にも大きな波及効果が期待される． 本研究の一部は，公益財団法人天田財団の重点研究開発助成を受けて行ったものであり，ここに記して深甚な謝意を表します．また，研究の遂行にあたり実験でご協力頂いた音田哲彦准教授，井上貴之博士，木村貴広博士，中本貴之博士，大学院生の大津彬さん，大澤守さん，土井麻未さん，森智矢さんに感謝いたします． 0.10.150.20.25Ti-2%oxideTi-1% oxideCP-TiEngineering strain6000500040003000200010000.30.350.020.040.06True strain0.080.1(a)(b)- 84 -
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