３次元プリンティング用セメントモルタルの時間依存構成則および一般化解析手法の構築
【研究キーワード】
3Dプリンティング / セメント系材料 / 積層性 / せん断強さ / せん断帯 / デジタル画像相関法 / 空隙 / 破壊力学 / 温度依存性 / 時間発展 / ３Dプリンティング / セメント系複合材料 / 時間依存構成則 / 数値解析
【研究成果の概要】
材料押出方式によるセメント系材料の3Dプリンティング技術に対し、積層性（ノズルから打ち出したモルタルフィラメントを何層まで詰めるか，どの程度変形するか）の予測手法および評価手法を提案した。また、3Dプリントしたモルタル硬化体の力学特性と破壊形態に関する実験的研究を通して、モルタルフィラメントの層間付着強度および層間に生じる粗大な空隙が、巨視的な強度と破壊形態を左右することが明らかになった。
【研究の社会的意義】
本研究で提案した積層性の予測手法および評価手法により、積層中の造形物の変形および降伏を的確に予測し、かつ、積層中にリアルタイムに倒壊の前兆を検知することが可能になる。これによって、セメント系材料の3Dプリンティング技術の普及展開に寄与できる。また、3Dプリントしたモルタル硬化体の力学特性と破壊形態に関して得られた知見は、積層体の力学挙動を適切に評価する力学モデルの構築に向けた一歩となる。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2019-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)