− 39 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングキーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］産業技術総合研究所 製造技術研究部門 素形材加工研究グループ 研究員［応用分野］鳥取大学 大学院工学研究科・機械宇宙工学専攻 教授AF-2015202重点研究開発助成B 課題テーマAF-2016201重点研究開発助成B 課題研究医療，航空宇宙，自動車金属積層造形，リコート，溶融凝固現象，Ti6Al4Vn.sato@aist.go.jp積層造形，レーザー加工積層造形，マルエージング鋼，チタン合金chen@tottori-u.ac.jp佐藤 直子陳 中春３次元金属積層造形におけるサポートレス造形技術の開発金属3Dプリンタを駆使した高機能金型やインプラント製品の成形技術の開発３次元金属積層造形は、部品形状最適化による機能向上が期待されるが、残留応力による反りの抑制等のためサポート材の造形が必要であり、現状は造形できる形状が制限される。より積層造形の特徴を生かすためには、サポートレス造形技術の開発が必要であると考え、温度制御を目指し、伝熱に関係する粉末層の状態、プロセス雰囲気、粒子形状が造形物の相対密度に及ぼす影響を評価した。しかし、結果からこれら造形条件と造形物の特性との相関を示すことができなかった。相関を示すためには、溶融凝固挙動の評価が必要であると考えられ、積層造形のプロセス評価装置を試作し、評価を試みた。その結果、溶融凝固部の形状は、低出力かつ低走査速度の条件の方が連続した線状に凝固し、高出力かつ高走査速度になるにつれて球状に固化し不連続になるボーリング現象となることがわかった。本研究では，レーザビームと電子ビームを熱源とする二種類の3Dプリンタを用い，それぞれ緻密な金型(マルエージング鋼)と多孔質な人工股関節インプラント(チタン合金)の積層造形を行い，造形体の密度，表面性状，結晶相，微視組織，および機械的性質等に及ぼす造形パラメータや熱処理・拡散接合条件の影響を調べた．積層造形したマルエージング鋼にはわずかに残留オーステナイトが存在するが，時効処理を施すとマルテンサイトの逆変態により残留オーステナイトの量が増加した．時効処理の前に溶体化処理を導入することにより残留オーステナイトの量を減少させることが可能である．一方，積層造形したチタン合金多孔質体とチタン合金圧延材を930℃で拡散接合した結果，良好な界面接合を有する．また，チタン合金の多孔質体と緻密体の一体造形も可能であり，しかも造形における急冷凝固により組織が微細化され，高い硬さを示した．
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