− 53 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2016233奨励研究助成AF-2016234奨励研究助成レザー加工分野，自動車・航空機分野，金属材料分野AlSi10Mgアルミ合金，X線・中性子回折法，マイクロビッカースnnanami@gifu-u.ac.jp触媒化学，材料化学クラスター，レーザー蒸発法，質量分析法，光電子分光法，アセチレン，構造計算，電荷分布kkoyasu@chem.s.u-tokyo.ac.jp日本大学 理工学部 機械工学科助手東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻准教授名波 則路小安 喜一郎金属３Dプリンタ造形物における残留応力と硬度の関係性レーザーアブレーションによる二炭化アルミニウムクラスターの生成とその触媒作用金属3Dプリンタを用いて，ニアネットシェイプ，異種材料接合，多孔質金属材や薄膜，難削材部品などの作製が容易にでき，工具や金型等が不要であるため，試作や多品種・少量生産に適しており，柔軟かつ効率的な生産システムの構築が可能である．航空機部品などを作製する3Dプリンタでは，レーザー粉末焼結法を採用し，材料をレーザー熱によって溶融・凝固させ，積層することで製品を完成させる．そのため，積層時の過程で生じる熱膨張・収縮により造形品に残留応力が発生し，反り・亀裂などの欠陥が起こり得る．そのため，高精度な造形物を実現するためにその残留応力分布を理解することは非常に重要である．本研究では，金属材料を使用する3Dプリンタにて単純形状の試験片を作製，X線回折および中性子線回折装置を用いて発生した残留応力とその分布を非破壊的に測定し調査を行う．また，硬度測定を行い，造形物の残留応力と硬さの関係性について述べる．本研究では真空実験を用い，気相孤立系におけるアルミニウムクラスターAln–と有機分子の反応によって炭化アルミニウムクラスターAlnC2–が支配的に生–の成することを見出し，光電子スペクトル測定とDFT計算を組合せ，AlnC2C2の位置がサイズの増加とともに移動し，n = 5–8では内包（I型），n = 9–11では分裂（D型），n = 12ではD型または外接（O型），n = 13ではO型をとるという傾向が明らかになった。このようなC2ユニットの位置の変化は，Al–C結合およびAl–Al結合の形成による安定化のバランスに起因すると考えられる。また，低圧雰囲気下でレーザー蒸発法を適用するための装置を製作し，Agナノクラスターをエチレングリコール中に取り出すことができた。今後も引き続き条件検討を行い，レーザー蒸発法のみで生成が観測されているクラスターの生成と応用展開を進める。
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