１．研究の背景と目的キーワード：■■■■■，レーザ積層造形，ハイブリッド金型■■■研究の背景ダイキャスト金型ではキャビティ付近を加速冷却して，製品の成形サイクルを短縮することが求められる．しかし曲線水路の後加工は一般に困難であり，積層・接合による逐次造形が必要となる．この際，固体銅ff■■■を複合化したハイブリッド金型が提案されているが，金型用工具鋼■■■■■と■■の溶融接合はほとんど研究されていない．一方，欧米では■■■■■相当の工具鋼■■■のレーザ積層造形が盛んであり，造形パラメータや硬さ分布などの基礎研究のほか■■■■，金型冷却を意識した複合材の開発例が見受けられる■■．国内では主に粉末床式■■プリンタにおいて，近年は■■■■■を対象としたプロセス条件マップや，造形速度の向上，造形品の硬さ等が報告されるようになった■■■■．ハイブリッド金型に関しては，寺山ら■■が鉄鋼と■■の複合金型を拡散接合で製作し，■■側に通水して■■■■合金の鋳造を行った．その結果，従来の全鉄鋼金型に対し■■■℃以上の内部温度低下と大幅な冷却時間短縮を確認した．また石黒ら■■は，■■■■■どうしの拡散接合材の熱疲労試験を行っているが，■■との接合材に関する熱応力や冷熱耐久性に関する研究例は見当たらない．そこで著者らは■■■■■■■■のレーザ接合・積層プロセスに取り組み，その造形性を確保した上で，金型に適した■■■■■■■■複合材の界面組織，硬さ，および冷却能について以下の観点で研究を進めた．■■ 研究の目的金型では相当材を用いた肉盛り補修が行われており，本研究ではその発展形であるレーザ積層造形（■■■）を対象プロセスとした．■■■■■の固体■■への肉盛りにおいては，その濡れ性の低さや，■■液相の侵入による割れ発生が懸念される．そこでまず溶融■■■■■■■■間の濡れ性を中間層により改善することを目的とした．次に■■■■■粉末を用いた■■■を試行し，汎用レーザ加工機による■■■■■■■■積層体の造形条件を検討した．また■■■では溶融堆積・凝固・急冷を繰り返すため，不均一な熱履歴による硬さのばらつきが予想される．よって適度な造形性とともに，後熱処理による硬さの均一化を目指した．作製した■■■■■■■■複合材の評価として，試験片レベルでの伝熱・冷却特性の簡易評価，界面熱伝達係数の推定を行った上で，最終的に金型材としてアルミ合金鋳物を加大同大学工学部機械工学科（ ■■■年度重点研究開発助成課題研究■■■ ■■■ ■■■■■）教授田中浩司２．実験方法速冷却できることの実証を試みた． ■■■■■■■■■■界面模擬材の濡れ性評価レーザ積層に先立ち，溶融■■■■■と■■基板の溶着性を調査するため，接合部を想定した■■■■■■■■■■■合金（■■■混合組成）の溶融滴下実験を行った．また濡れ性の向上が見込める■■を添加し，■■■■■■■■ff■■χ■■■■χ■■～■■■■，および■■■■■■■ff■■■■■■■■■■■■～■■■■を調整した．小型高周波誘導加熱ff■■■装置を使用し，■■■の試料を■■ガス雰囲気にて溶融させ，最高加熱温度を■■■■℃一定にして ■× ■×厚さ■㎜の無酸素銅板上に滴下した．凝固後の■■■■■溶融滴下物を切断して■■基板に対する濡れ角を測定し，濡れ性の指標とした． ■ レーザ積層造形（■■■）積層造形に用いたのは■■■■■ガスアトマイズ粉末（大同特殊鋼，粒度■■～■■■μ■■である．粉末の化学組成を表表■■に示す．比較として，■■■■■から■■量を低減し熱伝導率を向上させた■■■■■粉末（大同特殊鋼，粒度■■～■■■μ■）を用いた．■■×■■×厚さ■■㎜の無酸素銅板に，レーザ吸収率向上のためガラスビーズによるショットブラスト処理を行い，表面粗さ■■■■■■μ■としたものを基材とした．積層は，■層めを■■■■■■混合粉末， ～■層を■■■■■粉末として，■■基板上に設置した厚さ■㎜のアルミ枠内にほぼ一定量を充填し，オシレーションレーザ（ビーム径φ■■■㎜，波長λ■■■■■■■）を照射して行った．走査速度は■■■㎜■■で，幅■■㎜，長さ約■■㎜，高さ約■㎜の矩形状に造形した． ■■■■後熱処理と組織解析レーザ積層材の一部は，■■■■■の焼戻し条件を参考に■ 雰囲気中で■■■℃，■■分加熱保持して炉冷する後熱処理を 回行った．ビッカース硬度計ff荷重■■■■■■を用いて熱処理前後の積層高さ方向の硬さ分布を■■■■■■間隔で測定した．また積層材のミクロ組織は主に幅方向の断面を■％塩表■■■■■■および■■■■■の化学組成− 83 −工具鋼の高品質レーザ積層造形および銅との接合造形
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