Simultaneous process of 3D printing and joining for CFRP parts with high shape flexibility

具有高形状灵活性的 CFRP 零件的 3D 打印和连接同步工艺

• 批准号: 20K14621
• 负责人: 中川 佑貴
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Asahikawa National College of Technology (2022)Tokyo Institute of Technology (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14621/
• 关键词: 3Dプリンティング; 炭素繊維強化樹脂; レーザー接合; 機械的接合; テーラード; 3D printing; CFRP; Joining; Multi material

本研究では，自由な形状を持つCFRP部材の製造と金属部材との接合を目的として，CFRP部材の成形・接合同時3Dプリンティング法の開発を最終目標としている．今年度はカシメを形成しながら金属部品上に樹脂部品を成形する成形接合同時3Dプリンティング法に関する論文を査読付き論文誌に発表した．カシメ形状を印刷できる3Dプリンティングの特性を活かして，素材を問わない接合方法が開発できた．また本手法は分解も容易でありリサイクル性に優れているという特性を持つ．この方法に対してレーザーを援用することで，カシメ部分の強度が向上し結果的に接合強度を向上させることが出来ている．また金属と樹脂のマルチマテリアル部品部材を想定していたが，本手法では異種樹脂の接合が可能となっており，適用範囲の拡大が期待される．異種樹脂同士の接合においては，ただ異種樹脂上にもう一種類の樹脂を印刷するのみでは全く接合されないが，二つのノズルを持つ3Dプリンターによって，2種類の樹脂を交互に一層ずつ印刷しながらカシメを内包することで接合可能となる．この時に樹脂によって適切な印刷温度が異なっていたり，線膨張係数が異なることに起因する接合の相性が存在する．この方法で硬質な樹脂とゴムライクな樹脂を組み合わせることで新しい製品が印刷可能となっている．具体的には馬の生産および成育過程における治療用装具への適用を検討している．現在はフィールドワークを行っている段階である．

This study で は, free な shape を つ CFRP department の manufacturing と metal department drapery と の joint を purpose と し て, CFRP の of material forming, joint and 3 d プ リ ン テ ィ ン グ method の open 発 を ultimate goal と し て い る. Our は カ シ メ を form し な が ら part を forming metal parts are に resin す る forming joint at the same time 3 d プ リ ン テ ィ ン グ method に masato す dissertation を check 読 pay き る tzu に 発 table し た. カ シ メ shape を printing で き る 3 d プ リ ン テ ィ ン グ の features live を か し て, material を asked わ な い joint が open 発 で き た. Youdaoplaceholder0 This technique <e:1> is easy to break down であ であ リサ リサ <s:1> <s:1> に に performance に excellent れて ると ると う う characteristics を hold を. こ の way に し seaborne て レ ー ザ ー を invoking す る こ と で, カ シ メ part の strength が upward し results に joint strength を upward さ せ る こ と が out て い る. ま た metal と resin の マ ル チ マ テ リ ア ル part of material を し scenarios て い た が, this technique で は heterogeneous resin の joint が may と な っ て お り, applicable van 囲 の company, big が expect さ れ る. Heterogeneous resin with James の joint に お い て は, た だ heterogeneous resin on に も う kinds の resin を printing す る の み で は く all joint さ れ な い が, two つ の ノ ズ ル を hold つ 3 d プ リ ン タ ー に よ っ て, 2 species の resin layer を interactive に ず つ printing し な が ら カ シ メ を insourcing す る こ と で joint may と な る. こ の に resin に よ っ て appropriate temperature が な printing different な っ て い た り, line expansion coefficient が different な る こ と に cause す る joint の photograph sex が exist す る. こ の way で hard な resin と ゴ ム ラ イ ク な resin を group み close わ せ る こ と で new し い products が printing may と な っ て い る. The specific に horse <s:1> production および growth process における therapeutic equipment へ <s:1> applicable を検 て て る る る Now フィ フィ ドワ ドワ ドワ ドワ を を を を line って る る step である.

项目成果

樹脂部品の成形・機械的接合同時3Dプリンティング

同时 3D 打印成型和树脂部件机械连接

• 发表时间: 2021
• 作者: 安田諒;上野原努;水谷康弘;高谷裕浩;中川佑貴
• 通讯作者: 中川佑貴

CFRP/CFRTPの 界面制御、成形加工技術と部材応用 (第8章)

CFRP/CFRTP界面控制、成形技术及构件应用（第8章）

• 发表时间: 2020
• 作者: Hashimoto Yohei;Ozaki Ryo;Furumoto Tatsuaki;Hosokawa Akira;中川佑貴ほか
• 通讯作者: 中川佑貴ほか

炭素繊維強化樹脂部品のレーザー援用3Dプリンティングにおける樹脂と炭素繊維の接合に及ぼす樹脂色の影響

激光辅助3D打印碳纤维增强树脂零件时树脂颜色对树脂-碳纤维粘合的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Hashimoto Yohei;Nakayama Yugo;Furumoto Tatsuaki;Hosokawa Akira;中川佑貴
• 通讯作者: 中川佑貴

Mechanical Joining with Aluminum Part by 3D Printing of Polylactic Acid and Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Parts for Fabrication of Multi-Material Parts

• DOI: 10.20965/ijat.2022.p0615
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Int. J. Autom. Technol.
• 作者: Y. Nakagawa;Ayumu Abe;M. Yoshino

３Ｄプリンタ用材料開発と造形物の高精度化 (第12章)

开发 3D 打印机材料并提高打印物体的精度（第 12 章）

• 发表时间: 2020
• 作者: M. Yasuda;T. Uenohara;Y. Mizutani;Y. Takaya;中川佑貴ほか
• 通讯作者: 中川佑貴ほか