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塑性と加工
日本塑性加工学会,
塑性と加工

日本塑性加工学会,

0038-1586

塑性と加工/Journal 塑性と加工
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    薄鋼板の伸びフランジ変形限界に及ぼす端面加熱とひずみ勾配の影響

    飛田隼佑新宮豊久山崎雄司飯塚栄治...
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    查看更多>>摘要：近年，自動車の車体軽量化と衝突安全性向上を目的として，自動車構造部品への超ハイテン材適用が進んでいるり．超ハイテン材のプレス成形における課題の中でも，伸びフランジ変形部の割れ（以下伸びフランジ割れ）は自動車部品量産時の課題として顕在化している．伸びフランジ割れは，材料のせん断端面の表面性状やせん断端面近傍の加工硬化，金属組織の硬度差等の影響を受けると考えられ，せん断端面の粗さや加工硬化量，組織硬度差が大きくなるにつれて伸びフランジ成形性が低下することが報告されている．
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    超高強度薄鋼板材の伸びフランジ変形限界に及ぼす端面加熱による材料組織変化の影響

    松木優一飛田隼佑中川欣哉新宮豊久...
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    查看更多>>摘要：昨今国際的なCO_2排出削減に伴い，燃費の向上並びに電気自動車の航続距離の向上のため，車両の軽迸化が求められている．その一方で衝突安全基準はより厳格化されている．これらのニーズを両立するため，車体骨格部品はより高強度化される傾向にある高強度な骨格部品の生産にはホットスタンプや，超高張力鋼板（超ハイテン材）の冷間プレス成形が用いられている．日本では生産性に優れた冷間プレス成形が主に用いられてきたが，材料の超ハイテン化に伴う成形性の低下による割れや各種寸法精度不良といった成形不良が問題となっている．
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    粉体特性の特徴を活用した高性能材料創製技術

    尾崎由紀子
    2页
    查看更多>>摘要：粉末冶金製品は，金型に充填された粉末（粒子が集合した材料として定義）を型内で圧縮成形し，さらに焼結を行うプロセスで製造され．比較的凹凸がある形状の機械部品の製造に適用されてきた．一方で近年では，粉体（粒子集合した状態として定義）の特徴である高比表面積，材質の選択自由度，形状自由度を生かした高性能材料の創製技術の発展が目覚ましい．本稿では．粉体特性の特徴を活用した高性能材料創製技術について概説する．
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    圧粉成形の有限要素シミュレーション

    谷口幸典
    7页
    查看更多>>摘要：金属やセラミックスの粉末を複数の加圧工具で構成されたダイセットのキャビティ内に充填して加圧し，圧粉体を得る金型圧粉成形は，各種焼結機械部品の大量生産手法として広く適用されている．しかし．圧粉成形中の割れ（スリップクラック）や，成形パンチのスプリングバックに起因する圧抜き（除荷）工程中のせん断割れを回避しつつ，複雑形状かつ高密度な圧粉体を成形することは容易ではない．特に段付き部において発生する割れは局所的な圧粉密度のばらつきと応力集中に起因するため，それらがなるべく生じないよう，目的形状まで全体が均一に圧粉できるような工具の動作を実現する必要がある．粒状材料の固化挙動は金型壁との摩擦挙動も相まって非常に複雑であるため，目的形状が複雑になるほど，均一密度の達成や割れ発生の回避が困難となっていく．粒状材料を体積変化可能な連続体として扱い，その降伏曲面形状を実験により推定，応力とひずみの関係を記述した構成式を提案することで，圧粉成形においても通常の金属材料と同様に有限要素法（Finite Element Method: FEM）による数値解析が試みられてきた．現在．商用FEM解析ソフトウェアにおいても粒状材料の構成式が組み込まれており．実生産現場において成形シミュレーション結果に基づく圧粉工程設計を行うことも可能となっている．ただし，粒状材料の圧密降伏曲面は平均垂直応力（静水圧）を中心軸とする回転楕円体形状を圼し，その加工硬化挙動が密度比（あるいは体積塑性ひずみ）の関数として与えられるため，対象とする粉末の圧密特性を反映する複数のパラメータを同定しておかなければならない．加えて，割れ発生に至る応力状態の考察においてはDrucker-Pragerモデルに代表される破壊降伏曲面を規定する降伏関数（以下，破壊降伏関数）の導入も必要であり，そのパラメータも実際と矛盾することがないように決定する必要がある．
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    粉末冶金プロセスにおける離散要素法解析の活用

    石田智裕
    5页
    查看更多>>摘要：ものづくりにおけるCAE（Computer Aided Engineering）の活用は今や一般的なものとなっており，有効性の認知と計算機の発達に伴いその活用範囲は開発·設計から製造に拡大している．製造におけるCAEは，製品自体の特性の検証を目的とする開発·設計のCAEと異なり，その製造プロセスを経た製品の状態の変化を可視化して検証し，プロセスを改善することを目的として実施される．製造CAEの代表的なものとして曲げやプレスといった塑性加工シミュレーションが挙げられるが，これは「想定通りの形状に成形できるのか」「金型の寿命は十分か」「しわや割れといった不良が発生しないか」といった項目を解析で確認し，時間や費用のかかる金型製造の前に適切な加工法と加工条件を決定するために活用されている．本稿で取り扱う粉末冶金プロセスは，それに含まれる製造工程が製品の良し悪しや製造コストに直結するため非常に重要であるが，プロセス前半では取り扱う対象が固体ではなく粉体であることが塑性加工プロセスと異なる点である．
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    金属バインダージエッティング3Dプリンターにおける技術開発

    山口大地
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    查看更多>>摘要：バインダージエッティング方式（Binder jetting, BJT）は，3Dプリンターとも称される積層造形技術（Additive manufacturing, AM）の一つであり，粉末床の形成と，粉末床上へのインクジェット技術による選択的な造形液噴射を繰り返すことで，部品を製造する方式である．AMの主たる利点は，オンデマンドに製造できることと，製造可能な部品の形状自由度が高いことであるが，既存工法と比較して，生産性が低く，製造コストが高いことが課題として認識されている．一方で，BJTは，金属AMにおいて市場の優勢を占めるレーザー溶融方式（Selective laser melting, SLM）や電子ビーム溶融方式（Electron beam melting, EBM）と比較して，レーザーや電子ビームのような高コストなモジュールを用いないため，生産性とプリンターコストの面でSLM，EBMに対して有利と考えられている．積層造形技術の活用の領域が試作から製造に拡がりつつあることもあり，近年，注目されている技術の一つである．
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    Metal AMとMIMの共存共栄の時代

    八賀祥司
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    查看更多>>摘要：MIM（金属粉末射出成形）は，付加製造（AM）のブームにより，今後の製造業を支える重要な技術であると再評価されている．MIMの概説と，今後の金属付加製造との関係性について私見を述べる．MIMは，金属粉末を射出成形する技術で，「ミム」あるいは「エムアイエム」と呼ばれている．また，英語表記ではMetal Injection MoldingあるいはMetal Powder Injection Moldingである．「金属射出」といってもダイカストやチクソーモールディングのように金属を直接射出成形する鋳造ではない．MIM技術はプラスチック射出成形と粉末冶金の複合技術である．また，粉末冶金技術体系で観るとMIMは，図1の位置に分類される．
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    マイクロ/ナノインプリントによる粉体成形加工: セラミックス·ガラスシート材料への微細パターニングー: セラミックス·ガラスシート材料への微細パターニングー

    津守不二夫
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    查看更多>>摘要：素材表面への微細パターニングにより，多様な機能が発現することは広く知られている．凹凸構造により表面の濡れ性が変化する．ハスの葉に見られる極めて撥水性の高い表面は超撥水表面として知られており，これもマイクロ·ナノレべルの凹凸構造に由来するものである．また，光学的な機能も構造によるものがある．光の波長レベルの周期構造による無反射構造が有名である．また，モルフォ蝶の鮮烈な青色はナノ微細構造によるものであり，構造色として知られている．塑性加工分野においても金型表面へのパターン付与による摩擦制御が微細パターニング応用の一例である．
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    常温圧縮せん断法による材料開発

    中山昇
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    查看更多>>摘要：粉末冶金とは，純金属や合金または原料粉末に機能性材料である副原料粉など2種類以上の金属粉末を混合し，圧縮荷重により固化成形した後，炉などで金属粉末の表面のみを溶融するために融点以下で加熱し焼結する成形方法である（図1）粉末冶金の特徴は，複合材料を容易に作製できることと，さらに複雑な形状に成形が可能であることである．自動車分野を代表として様々な分野の多くの部品を製造するのに用いられている成形方法である．
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    MM/SPS法によるハイエントロピー合金の調和組織制御

    藤原弘川畑美絵飴山惠
    5页
    查看更多>>摘要：工業的に使われる金属材料は，一つの主要元素に基づいた合金として用いられ，棟々の合金元素の添加により，特定の用途に対して特定の力学的，物理的，化学的特性を向上させることができる．そのため，実用的な合金のほとんどは多成分で構成されている．18世紀後半のドイツの冶金学者であるF．K．Archardは，鉄，銅，スズ，鉛，亜鉛，ビスマス，アンチモン，ヒ素などから5～7元素を用いた多元素等質量合金の特性は多様ではあるが，魅力的な結果は得られないことを示した．そのため，複数の主要な合金元素を高い比率で含む合金の開発は進展しなかった．近年においても，高濃度多元系合金の研究は盛んではなかった．2元系，3元系平衡状態図の多くに示されるように，2成分または3成分の中央部分は金属間化合物や中間相が多く観察される．そのため，多成分元素の合金では，多種多様な金属間化合物や中間相が生成され複雑な微細構造を有することが想定される．この概念は，高濃度多元系合金の開発の推進を妨げてきた．しかしながら，2004年に台湾のJ．W．Yehと英国のB．Cantorは，全く新しい概念の金属材料である「ハイエントロピー合金」を発表した．B．Cantorは，これまでの概念を覆し，コバルト（Co），クロム（Cr），鉄（Fe），マンガン（Mn），ニッケル（Ni）の5元素を用いて，Co_(20)Cr_(20)Fe_(20)Mn_(20)Ni_(20)の原子百分率の組成を有する等モル多元素合金はたった1つのFCC（面心立方）相で構成されることを示した．その後，世界中でハイエントロピー合金に関する広範な研究が行われ，その発表論文数は劇的に増加している．
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