5研究成果／プロセスインフォマティクス

R-21

2024

積層部材の微構造／変形シミュレーション

アピールポイント

ミクロ／マクロスケールの連続計算
【技術シーズ：微構造変化と変形の3Dシミュレーション】

課題

・積層体の乾燥や焼結では各層の収縮挙動の違いによる変形や破壊が問題

・層間／層内の微構造と形状変化の関連が複雑で、各プロセス（成形、乾燥・脱脂、焼結）での状態が後工程に影響するなど、理論的な解析が困難

解決手段

・微構造／形状変化の連携シミュレーション技術の積層体への適用

・複数のプロセスシミュレーションを連続して動作させる技術の開発

成果・優位性

・積層体モデルの微構造／形状変化シミュレーション技術を開発

→ 各層の収縮と部材変形のマルチスケール解析、複雑形状部材へも適用可

・乾燥、焼結の連続シミュレーション

→ 製造プロセス全体を俯瞰した微構造と形状変化の把握が可能

・計算方法：モンテカルロ法／有限要素法（SinterProver.2およびその改良版）

期待される市場・応用

・成形～焼結プロセスの仮想実験 → 寸法制御、微構造制御の指針を確立

・焼結部材の研究開発の高速化 → 新材料・新プロセスの実用化を支援

発表文献

木村禎一, 寺坂宗太, セラミックス, 58(10) 2023, 680-684.

謝　辞：本研究の一部は、NEDO「次世代ファインセラミックス製造プロセスの基盤構築・応用開発」（JPNP22005）で実施されたものである。