研究分野


 先進材料加工及び構造機能化に不可欠な、よく制御された種 々 の機能を持つエネルギーの発生・変換・輸送と材料との相互作用に関する基礎学理を究明し、各材料プロセスに応じた特性を有する工ネルギー源を探求する。
 特に、当研究所において多くの成果を上げ、今後も益々その重要性が増大する集中性及び分散性エネルギーを用いた種 々 の新プロセスの最先端モ二タリング・解析法を開発し、高エネルギーにより誘起される諸現象の解明を通じて、機能エネルギー加工に関する学問分野の体系化を図る。

    材料と高密度エネルギー源との相互作用の機構解明
    材料加工用エネルギー源の高機能化
    新材料の開発と合成
    材料加工プ口セスに介在するエネルギー変換・付与過程に関する機構解明
    新しい加工エネルギー源の開発と高度制御
    先進的材料加工プ口セスの探求と新材料創成
    新機能材料の溶接・接合プ口セスの開発と最適化
    加工システムの最適化と制御
    エネルギービームと物質との相互作用現象の解明
    レーザ科学と生産技術との高度な融合
    溶接・接合の基礎現象解明とモニタリング知能化
    光と物質の相互作用に基づく革新プロセス創出
    エネルギー加工現象の学問的体系化
    異分野との共同研究による萌芽的研究課題の推進と研究活動の活性化

 溶接・接合構造体は様々な産業分野で広く使用され、社会の持続的な発展を支えている。その応用分野もますます広がり、最近では同種材料のみならず、異種材料での溶接・接合部に対して、より高度な機能や品質、信頼性などが要求されている。
 本研究部門では、バルク体から多層薄膜といった多様な形態の溶接・接合加工を施した素形材を対象に、それらの機械的、物理的、化学的性質の科学的な理解を通じて、これらを支配する接合界面に着目し、材料学的かつプロセス学的知見から原子・ナノオーダーからメートルサイズまでを含むマルチスケールでの界面形成から接合に至るまでの機構解明を試みる。これらに基づき、新たな学術基盤の構築とともに、最適な溶接・接合、複合化に資する材料、構造およびプロセスの設計・開発を行い、接合界面の制御によって高い信頼性および機能を有する接合体、複合体の創製を目指す。

    材料学的な視点による接合界面の組織観察・構造解析
    接合界面組織形成機構解明および材質劣化防止法の確立
    接合界面層の機能性評価と高機能性材料の開発
    接合、溶接界面の諸現象を巨視的、微視的に解析
    接合界面、固液界面形成機構の解明と制御
    摩擦接合法を用いた新規接合&改質プロセス技術の創出
    微細組織制御による軽合金の高強靭性化
    カーボンナノチューブの単分散・複合化プロセスの構築
    バイオマスからのエタノール/アモルファスシリカ併産複合プロセスの構築

 革新的なものづくりを創出し、ものづくり産業の持続的成長を実現するには、高品質かつ信頼性の高い工業製品・構造物を生み出す科学技術を高次元で維持・発展させることが必要不可欠である。そのため、溶接・接合設計では、素材の特性を活かした構造化と、構造としての健全性・性能を設計段階で提示できる手法の構築が強く望まれている。本研究部門は、接合構造化解析学分野、接合構造化評価学分野、接合設計学分野、信頼性評価・予測システム学分野の4分野で構成され、それぞれ溶接・接合における計算科学と構造化シミュレーション、材料強度・継手強度のfracture transferability解析、溶接構造体の予寿命評価と諸因子の影響度評価、材料科学的視点からみた溶接・接合部の信頼性評価を担い、溶接・接合構造のインタラクティブな性能評価システムの構築を目指す。

    溶接・接合における計算科学の確立と普及
    多様な材料で構成された構造化シミュレーション技術の構築
    溶接構造物の耐破壊安全性評価手法の開発
    ローカルアプローチを駆使したfracture transferability解析
    疲労寿命評価手法および長寿命化技術の開発
    数値シミュレーションを用いた変形解析技術の高度化
信頼性評価・予測システム学分野
    高品質な溶接接合部を目指した組織制御技術の構築
    溶接接合部の信頼性評価とシミュレーション解析

 スマートプロセス研究センター(SPRC) は、材料加工プロセスを超精細制御するスマートプロセス科学を新たに構築することにより、接合を中心とする材料加工技術の進化と共に、ナノ・マイクロマテリアルをはじめとする先進加工を促進し、産業活性化と省エネルギー・環境保全を両立させる次世代ものづくりに貢献するため、既存の「超高エネルギー密度熱源セン夕一」および「再帰循環システム研究センター」の改組・転換により、接合科学研究所の附属研究センターとして2003年4月1日に設置された。
 価値創造型ものづくり産業の付託に応えうる革新的接合技術を開発し、世界をリードするには、ナノ・マイクロスケールでの構造制御、三次元接合、さらには材料表界面科学にわたる最先端領域での学際的、融合的研究を通じた新しい学問領域の構築が求められており、当研究センターが目指す方向であると考えている。
 当研究センターは、接合科学研究所に設置されている3研究部門との有機的な連携により接合科学の発展に向けた両輪の一翼を担うと共に、イノベーション創出に向けた先進的な研究を推進して参ります。

 
スマートコーティングプロセス学分野
    粉体構造制御による材料微細構造設計と材料開発
    機能性流体としてのコロイド材料の開発
    界面の接合と分離の制御に基づく材料循環システム開発
ナノ・マイクロ構造制御プロセス学分野
    ナノ微粒子溶射による高温構造部材への緻密極薄被膜の形成
    反応拡散マイクロ溶接による軽金属への硬質化合物パターニング
スマートグリーンプロセス学分野
    環境負荷低減に寄与できるエレクトロニクス実装技術の開発
    界面制御による微細接合部信頼性向上
ライフ・イノベーション材料プロセス学分野
    可逆な接合機能を有する材料開発と人間共存型ロボットへの展開
    ナノ材料のソフトな加工プロセス技術の開発

 
共同研究部門
学際・国際的高度人材育成ライフイノベーション
マテリアル創製共同研究プロジェクト
広域アジアものづくり技術・人材高度化拠点形成事業

   
 
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