( )aPM力応称公 図7 ECAP加工を施したAl-Al3Ti複相材料のモデル材料を造形するために用いた3次元像: (a)-Al母相，(b)Al3Ti粒子，(c) -Al母相とAl3Ti粒子を組合わせた3次元像． 図8 3Dプリンタにて作製したECAP加工Al-Al3Ti複相材料のモデル材料．白色樹脂はABSで-Al母相に相当し，黄色樹脂はPLAでAl3Ti粒子に相当する．また，黒矢印方向は，圧縮試験時の圧縮方向である． 00図9 3Dプリンタにて造形したECAP加工Al-Al3Ti複相材料のモデル材料の応力-ひずみ曲線． 次に，このモデル材料のヤング率を複合材料の理論式から推算する．過去の研究において，立方体の形状である硬幅方向は，ECAP加工方向に対して垂直方向とした．その結果，ECAP加工を施したAl-Al3Ti複相材料のヤング率は，70 GPaであった． そこで，シリアルセクショニングにて得られたAl3Ti粒子の3次元構築データから3DプリンタにてAl-Al3Ti複相材料のモデル材料を作製し，モデル材料によるECAP加工Al-Al3Ti複相材料のヤング率の評価の可能性について検討した． 3・3 ECAP加工Al-Al3Ti複相材料のモデル材料の造形とヤング率の評価 本研究では，ECAP加工を施したAl-Al3Ti複相材料におけるAl3Ti粒子の3次元構築像を用いて，モデル材料造形用のAl3Ti粒子および-Al母相のSTLファイルを作成した．なお，ファイルサイズの問題から，図6に示す3次元構築像の一部を切り出すことでSTLファイルを作成している．図7(a)および(b)は，それぞれモデル材料造形に用いた-Al母相およびAl3Ti粒子の3次元像である．併せて，-Al母相およびAl3Ti粒子を組合わせた3次元像を図7 (c)に示す．本研究では，母相側のSTLファイルおよび粒子側のSTLファイルを用いて，3Dプリンタにてモデル材料を構築した．また，-Al母相をABSおよびAl3Ti粒子をPLAとして造形している．それによって得られた造形物の外観写真を図8に示す．図8から分かるように，図7(c)に示すようなモデル材料を造形することができた．さらに，結果を示していないが，造形物の断面を見てみると，粒子と母相の界面には大きな空孔が存在していなかった．よって，3Dプリンタを用いることで，ECAP加工を施したAl-Al3Ti複相材料のモデル材料を作製することに成功したことがいえる． そこで，3Dプリンタにて作製したECAP加工Al-Al3Ti複相材料モデル材料に対して圧縮試験を行い，それによってモデル材料のヤング率を測定した．圧縮方向は，図8中の黒矢印方向である．図9は，圧縮試験にて得られた応力-ひずみ曲線である．この応力-ひずみ曲線から，モデル材料のヤング率は1.07 GPaであることが分かった． 6050403020100.020.060.04公称ひずみ0.080.10− 245 −
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