日本随一の教育・実証用バイオリアクターで「持続可能型社会」に貢献
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のプロジェクト「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」において、植物由来原料からバイオ由来製品を生産する技術の開発・最適化を迅速化するための技術開発を行っています。標準化・試作支援・技術者育成の３つを柱にして取り組んでいます。
半凝固状態を利用してアルミニウム合金の通孔ポーラス材を簡単・安価に作製することができます．半凝固状態で中子棒を引き抜くだけで，通孔ポーラス材を作製できます．孔形状は例えば“L”字型も可能です．通孔の最小径の実績は0.5mmです．平行な通孔だけではなく，異なる方向の通孔も開けることができます．従来のポーラス材より長い通孔を開けることができます．直径5mmの通孔では長さ500mmの実績があります．
通孔ポーラス材の作製方法と特徴
図１は通行型ポーラス材（ロータス型ポーラス材）の作製方法を示しています．棒型（中子棒）を鋳型にセットし，注湯して半凝固状態で棒型を引きぬくだけで，簡単に通孔が成形できます．棒型は，繰り返し使用できます．
図２は実験装置の写真です．大変簡素な装置です．
図３は様々な直径の棒型を使用して作製した通孔型ポーラス材の断面を示しています．直径は，0.5ｍｍから5mmの実績があります．
図４は”L”字形の通孔の例です．棒型が作製できれば，様々な形状の通孔を成形することが可能です．
図５は通孔の位置を自由に選択できることを示しています．通孔径を位置により変えることもできます．
図６は通孔の方向を自由に選択できることを示しています．
図７は過共晶Al-Si合金やSl-SiCpなどの硬い材料や複合材料にも，本方法が適合することを示しています．
図８は棒型の間隔が狭い場合に溶湯を充満させる方法を示しています．ハンマーで鋳型に衝撃を加えると溶湯が充満し易くなります．
図９はAl-S合金において，通孔の成形の可否を確認した点を状態図上に示したものです．通孔が成形できる条件の範囲が広いことが分かります．
図10は棒型と通孔の形状の差異，つまり通孔のゆがみの測定法を示したものです．
図11は通孔の棒型に対するゆがみの測定結果です．
図12はAl-Si合金において同じSi量で通孔の形状に対する棒型を引き抜く温度の影響を示したものです．温度が低い，つまり固相率が高い方がゆがみが小さいことが分かります．
論文
「Fabrication of Lotus Type Porous Ingots Using the Core-Bar Pulling Method 」(2018)『Solid State Phenomena』285p.259-263 .
「Fabrication of lotus type through-holes using the semisolid condition 」(2018)『Advances in Materials and Processing Technologies』4p.16-23 .
「Fabrication of ingot with Lotus Type Through-Holes in Semisolid condition Through-Holes in Semisolid condition」(2015)『Key Engineering Materials』651-653p.1557-1562.
特許
特願2014-538532特許第6400476号特開2014-050892「有孔鋳造品及びその製造方法」
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