東北大学 大学院工学研究科・工学部
マテリアル・開発系
材料システム工学専攻
微粒子システムプロセス学分野

本研究では、積層造形用粉末、積層造形プロセス、造形体機能それぞれに酸素を活用してメリットを創出する。積層造形過程で起こるレーザ吸収挙動や溶融ビード形成過程における酸素の効果に着目し、溶融後には酸素を酸化物形成のためのソースとして利用し分散強化を図る。本研究では、酸素が及ぼすステンレス鋼粉末特性、溶融挙動、造形性、造形体の力学特性への影響を学術的かつ系統的に明らかにすることを目的とする。積層造形用粉末機能、粉末リサイクル性、造形性、力学的性質を重畳して向上することを目指し、積層造形技術の基盤となる学術の発展に貢献する。

Mo基合金は耐酸化性に乏しく、長年にわたって実用上の課題となっている。本研究では、レーザ３次元粉末積層造形法（L-PBF）によってMo基複合材料を作製することにより機械的性質の向上を図ると同時に、複合材料表面にセラミックス保護層を導入することを検討する。ナノセラミックス/金属混合粉末を用いたL-PBF処理において、溶融池内のフィラー粒子の移動と平衡は、粒子に作用する浮力と溶融池内に作用するマランゴニ力によって決定されるため、L-PBFプロセスのパラメータを適切に制御することによりフィラー粒子が表面に蓄積し部材表面にセラミックス保護層が導入できる。