金属3Dプリンティング特有の「セル組織」が高強度の理由 ~従来の力学機能を超えるカスタム機能制御に道~

ad

2025-06-24 大阪大学,科学技術振興機構

大阪大学の研究チームは、金属3Dプリンティングで作製された合金の高強度の要因として、ナノメートルスケールの「セル組織」が強く寄与していることを実証。熱処理とスキャン設計により、セル組織と結晶ラメラ構造を独立に消去し強度への影響を解析した結果、ラメラ構造による強度向上は数%に留まる一方、セル組織は40%(1.4倍)の強度増を示した。これは新たなカスタム力学機能制御の道を拓く成果とされる。

金属3Dプリンティング特有の「セル組織」が高強度の理由 ~従来の力学機能を超えるカスタム機能制御に道~
図 1 IN718 合金にて得ている、マイクロメートルスケールの結晶学的ラメラ構造とナノメートルスケールのセル組織が共存した LPBF 造形体の組織。(a)の緑の部分と赤の部分は、結晶方位が異なっている。(b)はセル組織の配列を示しており、LPBF 材における高強度化の原因となる組織であることが判明。

<関連情報>

レーザー粉末床溶融インコネル718におけるセルの顕著な強化効果 Remarkable strengthening effects of cells in laser powder bed fusion-processed Inconel 718

Taichi Kikukawa,Takuya Ishimoto,Hyoung Seop Kim & Takayoshi Nakano
Materials Research Letters   Publishe:24 Jun 2025
DOI:https://doi.org/10.1080/21663831.2025.2522801

Abstract

Alloys fabricated via laser powder bed fusion (LPBF) exhibit superior strength. This study investigates the individual strengthening effects of the nanometre-sized cellular and micrometre-sized crystallographic lamellar structures in the LPBF-fabricated Inconel 718 alloy by selectively eliminating these structures through heat treatment and a novel laser scanning strategy, respectively. While cellular structures increased the yield strength by approximately 38%, lamellar structures contributed to only a marginal 2% increase. This finding demonstrates the remarkable strengthening effect of cells on LPBF products. This study highlights that cells are not merely microstructures but are critical features governing the exceptional strength of LPBF products.

0705金属加工
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました