度速給供ヤイワ圧電 キーワード：アディティブ・マニュファクチャリング，指向性エネルギ堆積法，ワイヤアーク■■■ ■■■■V,963i/963, nmm0250050１．研究の目的と背景 ■世界的な■■ 排出規制の導入と燃料価格高騰の影響を受け，軽量化を目的に航空機や自動車の構造材料として炭素繊維強化プラスチック（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）の採用が拡大されてきている．ダイス鋼など通常の工具鋼（線膨張係数: 12.5×10−■■■）を■■■■成形用の金型材料に適用した場合，■■■■の熱膨張特性（線膨張係数: 1.0×10−■■■以下）との違いに起因して成形部品の寸法精度が悪化する．すなわち，■■■■と同等の熱膨張特性を有するインバー合金を金型材料に適用することで，高い寸法精度の成形部品の製造が可能となる．しかしながら，大型・複雑形状の金型製作では削り出しによる材料ロスが多いことに加え，インバー合金は高価かつ難削材であるため製造コストが高くなることが課題である．そのため，ニアネットシェイプに付加加工が可能な金属材料を用いたアディティブ・マニュファクチャリング（■■）がこれらの課題を解決する手法として期待されている．■本研究は，金属■■の中で指向性エネルギ堆積法（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）に分類されるワイヤアーク■■を対象とする．本手法はアーク放電を利用し，供給する金属ワイヤ先端を局所的に加熱して溶滴を形成させ，母材上に積層させることで■次元形状を得るプロセスである．アーク溶接と異なり溶滴の積層を繰り返すため，造形物内部への蓄熱に起因して溶融状態が変化し，造形物の形状精度を悪化させる要因となる■■．ワイヤアーク■■は他の金属■■と比較して造形効率に優れ，大型部品を短時間で造形できる特長を有しているが，入熱の制御や管理が難しく，造形物内部の気孔に起因した機械的強度の低下や ），金属組織の不均一さによる強度異方性など■），実用化に向けて解決すべき課題が多い．■■ここでは，低い線膨張係数を有する■■■■■■■■■■インバー合金をワイヤアーク■■に適用し，造形時のアークの挙動や金属ワイヤの溶滴移行現象を含む造形プロセスを系統立てて整理するとともに，主なプロセスパラメータである電流，電圧，ワイヤ供給速度，送り速度がライン造形物の形態変化におよぼす影響を調べた．また，冷却管を有する■■■■成形用金型の製作への適用を目的として，加工テーブルのチルト角度がオーバーハング構造の造形精度におよぼす影響を調べた．さらに，中空構造を有する冷却管モデルの角度やサイズが造形精度におよぼす影響を調べ金沢大学■設計製造技術研究所■（ ■ ■年度■奨励研究助成（若手研究者枠）■■■■ ■ ■■■■■■ ） 助教■山口■貢■1512るとともに，ワイヤアーク■■と切削加工の複合プロセスを提案し，金属■■において難形状である四角形の断面形状を有する冷却管の造形を検討した結果を報告する．■ ２．実験方法 ■ ・■■実験装置およびライン造形実験■■造形実験には，■軸立形マシニングセンタに溶接トーチが付帯されたハイブリッド複合加工機（ヤマザキマザック株式会社■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）を用いた．本装置は電流，電圧の変化に伴いワイヤ供給速度が自動で制御される仕様である．電流，電圧，ワイヤ供給速度の関係を図１に示す．ワイヤ材料にはφ■■ ■■■のインバー合金（ニッコー熔材工業株式会社■■■■■■■■■■），基材には■■■■■■×■■■■■■×■■■■■のステンレス合金（■■■■■■■）を用いた．造形条件を表１に示す．電流を■■～ ■■■■，電圧を■～■■■■，ワイヤ供給速度を ～■ ■■■■■■，送り速度を■■■～ ■■■■■■■■■■に変化させ，■■シールドガスをワイヤの同軸上に流量■■■■■■■■で供給しながら造形を行った．初めに，造形時のアークの挙動や金属ワイヤの溶滴移行現象を高速度カメラを用いて観察するとともに，これらのプロセスパラメータが造形最小単位であるライン造形物の形態変化におよぼす影響を調べた．得られた造形物の形状は，形状測定センサ（オプテックス・エフエー株式会社，■■■■■■■■）を用いて測定し，造形物の断面プロファイルから高さと幅を評価した．■図１■電流，電圧，ワイヤ供給速度の関係■電圧ワイヤ供給速度− 372 −100150電流,A1512200ワイヤアーク■■■切削複合化による■次元冷却管を有する■大型精密金型の高能率造形
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