Creation of flame spray melting modeling method with low Peclet number field for metallic and inorganic 3D printing

创建用于金属和无机3D打印的低佩克莱数场火焰喷射熔融建模方法

• 批准号: 22K03953
• 负责人: 平沢 太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03953/
• 关键词: 積層表面の微細構造の評価; 積層表面の制御; 積層速度の計測; 微小拡散火炎; ペクレ数; 積層

対流の影響が小さく分子拡散や熱伝導の効果が大きくなる低ペクレ数場の高発熱密度の微小拡散火炎では，火炎内は局所的に高温になるが発熱量は低い．この局所的に高温になる火炎を用いることで，火炎内で金属・無機粒子を融解し，積層表面に接触した粒子の凝固・積層が可能であることが見いだされた．本研究は，この低ペクレ数場の気相反応系、伝熱系、相変化系の理解を深めながら，「低ペクレ数場の燃焼がもたらす火炎噴霧融解造形」という新たな金属・無機材料の造形手法の基盤を創成することを目的としたものである.一年目である本年度は，特に現在金属3Dプリンティングで利用されているレーザーや電子線による造形手法と異なる点，すなわち低ペクレ数場の火炎噴霧融解造形法の特徴を明らかにすることにも重点を置きながら，融解と積層の基礎特性を把握する実験を実施した．まずその基礎特性として棒状の積層を行い，その積層物の長さの増加速度，すなわち積層速度を測定した．さらに，SEM（走査型電子顕微鏡）やEDX（エネルギー分散型X線分光法）を用いて造形された表面の評価を行った．積層用粒子として，SUS304をはじめ複数の材質の粒子を空気流に供給し，材質による積層特性の違いについても観測を行った．積層物表面は，積層面の火炎内での位置で異なる微細構造を持つこと，火炎内の特定の位置に積層面を保持することで，特定の微細構造を連続して積層できることなどを明らかにすることができた．

Flow seaborne の が small effect さ く molecular company, scattered や hot 伝 guide の unseen fruit が big き く な る low ペ ク レ several high の 発 thermal density の tiny company, spread the fire inflammation で は, high temperature fire inflammation inside は bureau に に な る が 発 は low-calorie い. こ の bureau of high temperature に に な る fire inflammation を with い る こ と で, fire inflammation in で を melting metal, inorganic particles し, laminated surface contact に し の た particle coagulation, horizon が may で あ る こ と が see い だ さ れ た. This study は こ の low ペ ク レ several の 気 instead 応, 伝 thermal system, the phase - の understand を deep め な が ら, "low ペ ク レ several の combustion 焼 が も た ら す fire inflammation spray melting plastic" と い う new た な metal, inorganic materials の plastic technique の base plate を chuang cheng す る こ と を purpose と し た も の で あ る. Year mesh で あ る は, this year's に metal now 3 d プ リ ン テ ィ ン グ で using さ れ て い る レ ー ザ ー や electronic line に よ る plastic technique と different な る points, す な わ ち low ペ ク レ several の fire inflammation in spray melting plastic method の, 徴 を Ming ら か に す る こ と に も key を buy き な が ら, Dissolve the basic characteristics of the と layer <s:1> を master the する experiment を apply the <s:1> た. Based feature ま ず そ の と し て rod-shaped の horizon line を い, そ の laminated material の long さ の raised acceleration, す な わ ち horizon velocity を determination し た. さ ら に, SEM (walkthrough type electronic 顕 micro mirror) や EDX (エ ネ ル ギ ー dispersible X-ray spectrometry) を with い て plastic さ れ た surface の review 価 を line っ た. Horizon with particle と し て, SUS304 を は じ め plural の の material particles を 気 air flow に supply し, material に よ る horizon features の violations い に つ い て も 観 measuring line を っ た. は physical properties of the product surface, product level within の fire inflammation で の position で different な る fine-structure を hold つ こ と, fire inflammation の within specific の に product level を keep す る こ と で, specific の fine-structure を even 続 し て horizon で き る こ と な ど を Ming ら か に す る こ と が で き た.

项目成果

微小拡散火炎群を用いたステンレス粒子の融解および3次元造形のための積層

使用微扩散火焰组熔化不锈钢颗粒并堆叠进行 3D 建模

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Yonetani;T. Oguchi;Takashi Kubo;福岡大吾， 岩野耕治， 伊藤靖仁;酒井康彦;福岡大吾， 岩野耕治， 伊藤靖仁;林祐介， 岩野耕治， 伊藤靖仁;内海 恭之介，平沢 太郎
• 通讯作者: 内海 恭之介，平沢 太郎