アストン大学、軽量金属3Dプリントの改良に向けた新たな数学モデルを研究

アストン大学、軽量金属3Dプリントの改良に向けた新たな数学モデルを研究
2024年1月11日、アンタークティックベアは、アストン大学が液体金属鋳造を改善するための数学モデルの開発に重点を置いた新しいプロジェクトを設立したことを知りました。この方法は、軽量アルミニウム合金が初めて空気にさらされたときに急速に腐食したり酸化したりするのを防ぐのに役立ちます。これをより深く理解することで、軽量金属 3D プリントに関連する新しいプロセスが改善される可能性があると言われています。この研究はフランスのグルノーブルにあるプロジェクトパートナーと共同で実施されました。

輸送分野では、鉄鋼が徐々に軽金属合金に置き換えられつつあります。鋼鉄のように錆びることはありませんが、外部の環境条件に初めてさらされるとすぐに酸化し、品質と寿命に影響を与えます。
アストン大学応用数学上級講師のポール・グリフィス博士は、鋳造プロセスに影響を与える合金上に形成される薄い酸化膜に焦点を当てた 12 か月間のプロジェクトに取り組みます。彼は、「非ニュートン表面の正確なレオロジーモデルの開発」に関する研究に対して、工学物理科学研究評議会 (EPSRC) から 8 万ポンドの助成金を授与されました。
同大学の工学・物理科学学部に勤務するグリフィス博士は次のように述べている。「この研究の目的は、液体金属の流れと、非ニュートン流体の液体/気体界面として作用する上部の酸化物層との間の双方向の結合を正確に捉える数学モデルを開発することだった。このプロジェクトは、表面特性(速度とせん断プロファイル)と表面曲率の重要な影響を説明することを目指している。溶融金属の流れの酸化物表面のより適切なメカニズムモデルを持つことの利点は、合金に影響を与えるカプセル化プロセスについてよりよく理解できることである。」

2023年末、南デンマーク大学(SDU)のチームがアルミニウム積層造形の開発と使用を開始し、3Dプリント技術が、限られたリソースを持つ学術研究機関や中小企業にとってますます利用しやすくなってきていることを実証しました。 SDU 研究チームは、Xact Metal 社の手頃な価格の金属 3D プリンターと Equispheres Inc. 社のアルミニウム粉末を使用しました。アルミニウムは反応性が高いため、印刷が非常に難しい(そして危険な)金属として有名であり、SDU チームは、Equispheres が 2022 年に非爆発性、非可燃性の粉末をリリースしたときに初めて、プロジェクトを進める自信を得ました。
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