• 2018/09/15

タングステンの造形

パウダーベッド方式の金属3Dプリントでは各種材料が使われていますが今後開発が進んでいくと思われる材料の一つにタングステンがあります。タングステンは比重が19.3と大きいため放射線遮蔽能力が高いことと、鉛と比較して環境負荷も小さいため放射線遮蔽材として使われたり融点が約3400℃と高いため熱処理炉など高温になる材料として使われたりまた非常に硬く合金化して工具として使われたりと、他の金属にない特性を持っています。しかし、同時に加工が難しい材料として知られています。金属3Dプリントでは、ニアネットシェイプで作ることができるためより複雑な形状を作れるようになることが期待されています。タングステンの造形…続きを読む


  • 2018/09/01

ラティス構造を用いたアプリケーションと解析

ラティス構造を用いる目的の最たるものは軽量化です。 その中でも、今回は金型の入れ子のラティス化の研究を紹介します。R. Mahshidら[1]は、金型の入れ子を4パターン(中実、中空、ラティス2種類)製作し、 圧縮試験と解析結果の比較を行いました。↑ Fig.1 圧縮試験前↑ Fig.2 圧縮試験後試験の結果、中実に対して中空は45.2%、ラティスは37.8%と37.1%の強度の減少となりました。相対密度は中実を1とした場合、中空は0.7、ラティスは0.8です。↑ Fig.3 有限要素法による応力解析↑ Fig.4 応力-ひずみ曲線(実線:試験、破線:解析)Fig.4は、実際の試験結果と解析結…続きを読む


  • 2018/08/15

金属ラティス構造の機械的性質

既存の部品をラティス化して軽量化したいと考えた際に、気になるのは、「どの程度機械的性質が落ちてしまうのか?」ですが、金属のラティス構造の機械的性質を検討する上で、参考にされている先行研究としてGibson-Ashbyモデルが挙げられます[1]。多孔質金属の圧縮試験の評価を基に提唱されたモデルで、①変形初期には応力とひずみが比例関係にある弾性領域が現れ、②次に応力がほぼ一定のプラトー領域が出現し、③最後は応力が急増する緻密化領域となり、このプラトー領域において、一定の応力状態でセル(ラティス)構造は潰れていく、というのがGibson-Ashbyモデルの概要です。Fig.1に①~③の状態を表した応…続きを読む


  • 2018/08/01

金属3Dプリントで造るラティス

金属3Dプリント(Metal Additive Manufacturing)の特徴を活かした構造の一つに、ラティスがあります。その三次元網目構造を活かして、部材の軽量化、衝撃吸収構造材、人工骨の生体適応機能など、様々な分野でこの新しい形状を活用しようという試みがなされています。ラティスは3Dデータの設計方法により、如何様にも形状を変更することが可能です。金属の結晶構造に模したBCC(体心立方格子)やFCC(面心立方格子)、橋のトラス構造を参考にして、鉛直方向に対する強度を高めるような異方性を持った構造など、様々な形状を設計可能です。また、繰り返し形状の最小単位であるユニットセルのサイズや、コネ…続きを読む


  • 2018/07/20

マグネシウムの造形

パウダーベッド方式の金属3Dプリント(Additive Manufacturing)では、各種の粉が使われていますが、今後開発が進んでいくと思われる材料の一つに、マグネシウム合金があります。 マグネシウム合金は比強度が高く、多くの鋼やアルミ部品に取って代わると言われていますが、加工が難しい材料として 知られています。金属3Dプリントでは、ニアネットシェイプで作ることができるため、歩留まりの改善が期待されています。マグネシウムの造形の報告は多くはありませんが、研究段階ではいくつかトライされています。 例えば、Mg合金AZ91は、適切なスキャンパラメータ設定により、相対密度99.5%以上を達成でき…続きを読む