金属AMの未来を切り拓く：兵庫県立大学における最新研究と粉末評価技術の活用事例

兵庫県立大学におけるAM研究紹介

（FT4パウダーレオメーター、モフォロギ４の活用ほか）

兵庫県立大学金属新素材研究センターはDX時代に対応すべく、すでに注目されていた金属AM技術を中心に据え、AMの原料粉末からポストプロセスまで，AMに関わろうとしている企業、将来3Dプリンタの導入を検討している企業を支援すること、AMの普及活動、および大学として金属新素材の研究活動をしていくことなどを目的に、関連設備類を導入し2019年7月スタートした。同年9月には「ひょうごメタルベルトコンソーシアム」をキックオフし、会員企業と共同研究・学術相談など開始した。本ウェビナーでは、本研究センターにおけるAMの研究例として、AMによるゴルフのパターヘッド、銅合金のAM、およびMIM(Metal Injection Molding:射出成形 、以下MIM) 用の水アトマイズ粉末を用いた粉末床溶融結合（L-PBF）法によるAMを報告する。また、金属AMの粉末製造方法として、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、ディスクアトマイズ法、プラズマ回転電極（PREP）法、SWAP法、およびプラズマ溶融法についても紹介する。さらに小型ガスアトマイズ装置、3Dプリンター、および昨年導入したFT4パウダーレオメーター、画像解析システムモフォロギ4など、金属粉末関連の設備の活用事例を紹介し、加えてひょうごメタルベルトコンソーシアムの活動についても報告する。

特に本ウェビナーでは、水アトマイズ粉末を用いたL-PBFによる造形の研究事例をFT4パウダーレオメーター、モフォロギ４の活用事例を交えて示す。私たちは、これまでにAMにおける金属粉末の重要性について述べてきた。さまざまな金属粉末の製法の中で、バインダージェット（BJ）法で使用される水アトマイズ粉末を除くと、ほとんどガスアトマイズ粉末が使用されている。これは、ガスアトマイズ粉末は球形で流動性に優れ、スキージングに有利であることによる。ところがガスアトマイズ粉末は非常に高価であり、原料粉末のコスト削減はAMがさらに広く実用化するための主要な課題の一つである。一方、従来MIMや一般的な焼結製品に使用されてきた水アトマイズ粉末はガスアトマイズ粉末よりも非常に安価であるが、その形状は不規則異形状でありL-PBF法では使用されていなかった。MIMにおいては焼結後の優れた表面平滑性および生産コストと環境影響を軽減するために焼結時の省エネの必要性も求められてきた。その結果、球形の微細粉末が指向され製造が実用化された。私たちはこの微細な球形の水アトマイズを用いてL-PBFによる造形が可能であることを明らかにし、国際会議などで報告してきた。この内容についても本ウェビナーで紹介する。

小型ガスアトマイザー (1 kg溶解用）（日新技研㈱様製）

L-PBFによる水アトマイズ粉末適用例(エプソンアトミックス㈱様提供）

AMによるゴルフパターヘッド（ハニー化成㈱様提供）

講演者
兵庫県立大学　特任教授
金属新素材研究センター
副センター長
柳谷　彰彦先生