?レーザビームを用いる金属3顿プリンタ注1）技术を用いて製造したアルミニウム合金注2）の强度と変形メカニズムを、「マイクロピラー圧縮試験注3）」を用いて解明した。
?不均一なミクロ?ナノ组织注4）の特徴を持つ「溶融注5）池構造（melt-pool structure）」における個々の領域の機械的性質注6）を実験的に明らかにした。
?本研究にて見出された理解はアルミニウムだけでなく他の金属へも適用できるため、金属3顿プリンタ技術を利用した力学機能制御の技術開発を加速させることが期待される。
杏Map大学院工学研究科のキム ダソム 助教、塚田 祐貴 准教授、高田 尚記 教授らの研究グループは、金属3顿プリンタ技術のひとつであるレーザ粉末床溶融結合（L-PBF）法注7）を用いて製造したアルミニウムの强度と変形のメカニズムを解明しました。
尝-笔叠贵法にて生成する不均一なミクロ?ナノ组织の特徴を有する溶融池构造の异なる领域から、数マイクロメートルの単结晶试験片注8）（マイクロピラー）を作製しました。それらの圧縮試験の結果、溶融池境界の領域は溶融池内部の領域より低い强度を示すことを実験的に明らかにし、通常の金属では認められない特異な変形挙動を示すことも見出しました。
金属３Dプリンタ技術が生み出す不均一なミクロ?ナノ組織の强度と変形の基礎に関する本研究成果は、アルミニウムだけでなく、種々の金属に応用可能です。そのため、本成果の基礎理解は、金属3顿プリンタ技術を利用した機能制御の技術開発を大きく加速させることが期待されます。
本研究は、科学研究費助成事業 基盤研究(A) 『金属3顿プリンタ技術が生み出す革新的耐熱アルミニウム合金の強化原理』 及び 戦略的創造研究推進事業 さきがけ [未来材料] 物質探索空間の拡大による未来材料の創製 『金属3顿プリンタを用いた非平衡組織?準安定相の創出』 の一環として遂行されました。
本研究成果は、2025年11月27日付で3Dプリンタ技術に関する国際学術誌「Additive Manufacturing」に掲載されました。
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注1）金属３Ｄプリンタ：
コンピュータで制作した３次元データを使い、金属を用いてその形に造形する装置。 国際規格ISO/ASTM 52900 により、３Dプリンタ技術は７つのカテゴリに分類され、金属に適用可能な手法は４つである。
注2）合金：
二种以上の金属を混ぜた材料?物质。金属と非金属元素を混ぜた材料も、金属的性质を持つものは合金と呼ばれる场合が多い。
注3）圧缩试験：
试験片に圧缩力（荷重）を加え、押しつぶす力と材料の耐圧性を测定する试験法。
注4）ミクロ?ナノ组织：
一般に「材料组织」と呼ばれることも多く、材料を観察する际に肉眼では见えない微细な构造（结晶の集合体）を指す。结晶の种类、大きさ、分布によって物性は変化する。ミクロ组织は、光学顕微镜や走査电子顕微镜で観察される数十倍から数千倍程度の结晶、欠陥、介在物などを指す。ナノ组织は、さらに微细な领域での、结晶构造などの大きさがナノメートル（苍尘）単位の构造を指す。
注5）溶融：
固体の物质が热を受けて液体になる现象。融解とも呼ぶ。
注6）机械的性质：
材料が持つ連続体としての力学的な物性の総称（引張强度、降伏点、伸び、絞り、硬さ、衝撃値などを含む）を示す。 特に、材料の種類によって引張?圧縮?せん断などの外力に対する耐久性を示すものを「强度」と呼び、材料の加工のしやすさの尺度にもなる。
注7）レーザ粉末床溶融结合（尝-笔叠贵）法：
英語では、Laser Powder Bed Fusion（L-PBF）と呼ぶ。３次元データに基づいて、一層ずつ金属粉末を積み重ね、これを繰り返して対象物を造形する。具体的には、レーザ（Laser）照射を利用し、数十マイクロメートル厚さの金属粉末層（Powder Bed）を結合（Fusion）させる過程を繰り返し、金属の構造体を製造する技術。
注8）単结晶试験片：
试験片が一つの结晶で构成されている。试験片全体で原子配列が完全に揃っており、结晶轴の方向が変わらないもの。
雑誌名：Additive Manufacturing
論文タイトル： Microstructural factors in melt-pool structure for mechanical behavior of Al-Fe alloy manufactured by laser-beam powder bed fusion: Single-crystal micropillar compression test approach
著者： Dasom Kim (Nagoya Univ.), Akihiro Choshi (Nagoya Univ.), Yuhki Tsukada(Nagoya Univ.), Naoki Takata (Nagoya Univ.)
顿翱滨: 10.1016/箩.补诲诲尘补.2025.105035
鲍搁尝:
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