レーザを利用したアルミニウム合金スクラップの固相分別技術に関する研究

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本研究では、高品位なアルミニウム合金である展伸材を展伸材へ容易にリサイクルすることを目指し、高密度熱源であるレーザを利用し、スクラップ片の一部を瞬間的に溶融させるだけで、その溶融形態からそれぞれの合金種等を自動的に判断するシステムを構築するための基礎的研究をおこなうことを目的とした。最終年度である今年度は、アルミニウム合金種を分別する際に重要となる溶融形態の特徴発生がいかなる性質によるものか、またパターンマッチング法による合金種推定方法の可能性について、さらには本方法の実スクラップへの適用の可能性について検討をおこなった。得られた主な結果を以下にまとめて示す。1.熱伝導に関する数値シミュレーションを構築することで、溶融形態にはアルミニウム合金の熱伝導度と融点の両方が大きく影響していることがわかり、実際の溶融サイズの傾向と数値計算による溶融サイズの傾向が良い一致を示したことからも、熱伝導度と融点のわずかな違いでも溶融形態に大きな影響を及ぼしていることがわかった。2.パターンマッチング法による合金種の推定方法に関しては、パターンマッチング用に蓄積されたデータ量が重要で、適切なデータを蓄積していれば、十分に適用可能であることがわかった。3.実スクラップへの適用に関しては、実際の現場より採取したサンプルを利用した検討を行った結果、ある程度の適用が可能であることが確認できたが、あまりにも形状が歪な場合などに分別が困難な場合があり、レーザ照射の自由度などを向上させる必要があることがわかった。