電気工学および電子技術ジャーナル

積層造形による金属格子構造の製造と性能向上

張 来昌

格子構造（周期的セル状材料）は、エッジと面を持つ空間的に周期的な単位セルの配列によって構築される一種のアーキテクチャです。格子構造は、低い弾性率、高い比剛性と強度、大きな表面積、多数の内部気孔、比較的低い応力レベルなど、さまざまな優れた特性を示しますが、気孔ネットワークの形態特性の制御が不十分なため、従来の技術による製造と格子構造の特性の最適化には限界があります。金属積層造形（AM）技術の最近の進歩により、格子構造の設計と製造の可能性が拡大し、さまざまな用途に有望なソリューションとなる格子構造が提供されています。この研究では、積層造形の最近の進歩と、格子構造の機械的性能と触媒性能の向上について説明します。選択的レーザー溶融法（SLM）と電子ビーム溶融法（EBM）で製造されたベータ型バイオメディカルチタン格子構造は、潜在的な耐荷重インプラントとして、高超弾性、低ヤング率、高圧縮強度、高エネルギー吸収、疲労特性の点で優れた機械的特性を示します。さらに、SLMで製造された多孔質Feベースの金属ガラス複合材料は、他の触媒よりも高い反応速度定数と低い活性化エネルギーを備え、全体的な触媒能力が優れています。SLMで製造された多孔質Feベースの金属ガラスマトリックス複合材料の報告された再利用性と全体的な触媒能力は、実用化に近づき、高い経済的価値を持つ新世代の触媒を設計する可能性を秘めています。