− 15 −塑性加工塑性加工AF-2019002-A3重点研究開発助成 課題研究AF-2019004-A3重点研究開発助成 課題研究塑性加工，3Dプリンタ，炭素繊維強化樹脂CFRTP，連続繊維，3Dプリンタ，プレス成形，サーボプレスhide-tanaka@sophia.ac.jp塑性加工，シミュレーション，材料創製結晶塑性有限要素法，プレス加工，純チタン板，マグネシウム合金板，集合組織hama@energy.kyoto-u.ac.jp上智大学 理工学部機能創造理工学科 准教授京都大学 大学院 エネルギー科学研究科エネルギー応用科学専攻 教授田中 秀岳浜 孝之CADデータに基づいて作成される熱可塑性炭素繊維セミプレグによる 結晶塑性モデルにより素材の多様性を緻密に考慮した プリフォーム材を用いた順送プレス成形法の開発次世代塑性加工シミュレーション技術の開発本研究では連続繊維の炭素繊維強化樹脂の自由曲面形状をプレス加工する手法開発のため，ポリゴンに近似したCADデータの展開図を元に，スタンパブルシートプリフォームでの自由曲面を含む形状の成形実験，3Dプリンタで繊維配向を制御したプリフォームを作成し，基礎的な形状での各種条件におけるプレス加工への最適化実験および，複層でのプレス成形実験による検証を行った．３次元CADデータに基づき2Dプリフォーム生成用CAMにより生成したスタンパブルシートプリフォーム実験により，自由曲面を含む形状での成形実験を行い，2Dプリフォームの有用性を確認できた．2Dプリフォームを3Dプリンタで作成し，基礎的な形状での成形実験を行い，実験計画法に基づき3Dプリンタで作成したプリフォームでの成形における成形条件の最適化を試みた．また，3Dプリンタで作成した複層炭素繊維強化樹脂プリフォームでのプレス成形実験を行い，成形性の課題を明らかにした．本研究では，結晶塑性モデルによる高精度な塑性加工解析の実現を目的として，(1)数値材料試験に資する結晶塑性モデルの検討，(2)結晶塑性モデルによる現象論構成式のパラメータ同定とその精度検証，(3)結晶塑性モデルを用いたプレス成形解析とその精度評価，の3つのフェーズに分けて研究を推進した．(1)では，Al合金板，軟鋼板，純Ti板などを対象として種々の負荷経路における変形挙動を実験と解析で詳細に比較し，その解析精度を評価するとともに解析精度向上に向けた検討を行った．(2)では，Al合金板におけるバウシンガー効果や等塑性仕事面を結晶塑性モデルにより予測し，現象論構成式のパラメータを同定した．またその結果は，実験から同定した結果と同程度の精度を持つことを示した．(3)では，結晶塑性モデルを用いた純Ti板およびMg合金板の円筒深絞り成形解析を実施し，成形品形状や結晶方位発展等について実験結果を良好に再現することを示した．
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