金属積層造形における造形欠陥の形成メカニズムと低減に向けたアプローチ

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本セミナーでは、金属積層造形のプロセスから、キーホール欠陥や変形・残留応力などの造形欠陥とその形成メカニズム、欠陥低減や造形品質の安定化に向けた最新の研究アプローチと技術動向を解説いたします。

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金属積層造形 (Additive Manufacturing, AM) は、高形状自由度と造形条件に基づく組織制御が可能であり、従来の加工プロセスでは困難な高機能・高性能部材の創製を可能にする革新的な技術として期待されています。しかし、原料やプロセスに起因する様々な造形欠陥が発生するため、意図した材料特性の発現や構造部材としての信頼性確保を阻む主要因となっています。したがって、欠陥を徹底的に抑制した健全な造形体の作製技術の確立が喫緊の課題となっています。  本セミナーでは、金属AMプロセスの概要を整理した後、主要な造形欠陥の種類と形成メカニズム、さらには、欠陥低減や造形品質の安定化に向けた最新の研究アプローチと技術動向について解説します。

  1. 金属積層造形プロセスとは?
    1. 粉末床溶融結合法 (Powder Bed Fusion, PBF)
    2. 指向性エネルギー堆積法 (Directed Energy Deposition, DED)
    3. 材料押出法 (Materials Extrusion, MEX)
    4. 結合剤噴射法 (Binder Jetting, BJ)
  2. 金属積層造形プロセスにおける主な造形欠陥とそのメカニズム
    1. 未溶融欠陥 (Lack of Fusion)
    2. キーホール欠陥
    3. ガスポア
    4. クラック
    5. 変形・残留応力・形状不安定
  3. 造形欠陥の低減に向けたアプローチ
    1. 造形条件最適化
    2. 粉末の高機能化
    3. インプロセスモニタリング
    4. ポストプロセッシング

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