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ホーム革新的純アルミ製超薄肉ダイカストヒートシンク
SDGsの分類
研究テーマ
ものづくり・製造技術
学科の分類
ものづくりセンター

革新的純アルミ製超薄肉ダイカストヒートシンク 低温・低速充填と指向性凝固並びに剥離現象のハイブリッドプロセス

ものづくりセンター

材料加工研究室

布施宏 技師

共同研究者

羽賀俊雄
ダイカスト純アルミのダイカスト世界初

本技術は既存の純アルミのダイカスト技術とは異なり,金型加熱や超高速マシンは不要で「低温・低速充填と指向性凝固並びに剥離現象の促進により純アルミニウムダイカストの肉厚1mm以下の薄肉化へ適応可能」となることを見出しました.純アルミはダイカスト用合金ADC12に比べ湯流れ性が悪く,金型への焼付きが著しいことから技術的に難易度が高かったのですが、従来にはない新しいプロセスで、純アルミの薄肉ダイカスト化が適応可能となります。

ヒートシンク形状金型を使った薄肉フィン充填性比較

ダイカストで多用されているJIS ADC12合金と純アルミを用いてFig.1に示すヒートシンクモデルへの充填性を調査した.フィン断面形状はダイカストの設計指針として実現不可能である抜き勾配0.5°,フィン先端0.5mmでADC12合金はFig.2,に示すフィン高さ35mm,純アルミはFig.3に示すフィン高さ50mmの形状である.

フィン充填性調査結果

Fig.4に「本純アルミのダイカストプロセス」での純アルミヒートシンク充填結果を示す.射出速度1.6m/sの遅い速度において従来では実現不可能であった高さ50mmの薄肉フィンを有するヒートシンクモデルに充填可能であった.

Fig.5に既存の高温加熱型の既存ダイカストプロセスを用いた純アルミヒートシンク充填結果を示す.

Fig.6に既存ADC12合金を使用した高さ35mmの薄肉フィンを有するヒートシンク充填結果を示す.

本純アルミのダイカストプロセスは,
「低温・低速充填と指向性凝固×剥離現象」=ハイブリッドプロセス
従来のダイカストプロセスの概念を超えた製法が超薄肉フィン形状に適応することがわかった.

純度99.7%の純アルミのダイカストは良好な陽極酸化被膜性能を有し,図7に示す鮮やかな着色が可能.放射率を向上させるための図8に示す黒色へのアルマイト処理も容易にできる.

特許

特願2021-156121「アルミ製薄肉ダイカスト部材及びその製造方法」

研究者INFO: ものづくりセンター 材料加工研究室 布施宏 技師

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SDGs
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+1
川上 雅士

通信機器におけるEMC/PI/SI協調設計手法

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+3
横山 奨

樹脂製マイクロ流体デバイスの量産に向けた拡散接合装置の開発

本技術は、主に金属の接合に用いられていた拡散接合を高分子樹脂に適用することで、医療用ディスポーザブルマイクロ流体デバイスの安価な量産の実現を目標としています。拡散接合は、母材を溶かすことなく接合界面を一体化するため、接合により透明性を損なうことはありません。さらに、多少の凹凸や切削痕が残っていても接合可能です。加工面への後処理も不要で、多種多様な高分子樹脂に対応可能です。現在、商用利用を目指して試作機を開発しており、テストサンプルとしてPMMA製のマイクロ流体デバイスの接合に成功しています。

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吉田 準史

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加賀田 翔

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抵抗発熱を用いた溶接・接合技術

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微粒子クロマトグラフィー技術の実現に向けた次世代型マイクロ流体デバイス開発ユニット

プリンティング・エレクトロニクスにより作製した電極に誘電泳動現象を発現させることで微粒子を吸着する静電集塵用電極として応用。流路断面積が変化する高分子樹脂製マイクロ流体デバイスと組み合わせることで、流体のせん断力微粒子と静電気力を用いて微粒子を分離する。分離後、回収流路を用いてソーティングを実施することで微粒子を対象にしたクロマトクグラフィー技術としての実用化を目指す。

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セカンダリーの貴金属比が奏でる数理情報デザイン

セカンダリーの貴金属比を類似比と読み替えてお楽しみください.黄金比とピタゴラスの定理を魅了させるケプラー三角形に、一般化されたフィボナッチ数列を応用した新たな貴金属比の類似比の魅力を提案しました。発表後に定義式には第2類似比がカッパー比、第3類似比がニッケル比と1990年代後半に命名されていたことがわかったのですが、命名者も際立った数学的・芸術的魅力は言及しませんでした。一方で、従来の貴金属比の第4貴金属比にもカッパー比、第5貴金属比にもニッケル比が記載されることがあり、名称の由来や情報とその信憑性に確信を持てませんでした。したがって、発表時のコンセプトの通りに従来の第2貴金属比である白銀比、第3貴金属比である青銅比を基準に対比しながら今回の発表を公開して、ご閲覧いただく皆様のご意見を聴くことにしました。科学・技術ならびに芸術の世界に役立つ発展に繋がれば嬉しいです。ところで、白銀比に必要な直角二等辺三角形と、ペル数列の代わりにヤコブスタール数列を活用した貴金属比の類似比には、従来の貴金属比とは導出こそ異なるけれども、とても美しい数理と芸術の可能性が隠されていました。貴金属比の類似比の幾何学的特徴を調べながら、有名な数学者の功績を加えて調和させていくと、その美に魅せられます。下記は、提案から1年間の成果のギャラリーです。ご堪能ください。

+2
重弘 裕二

超大規模組合せ最適化問題に対する新解法の提案

設計、割り当て、スケジューリング等、様々な問題は組合せ最適化問題として定式化できる。しかし、実応用において厳密に最適な解を求めるのが不可能な場合も多い。そのような状況においても可能な限り良質な解を探索するために、これまでにも遺伝的アルゴリズムのような手法が提案されているが、万能ではない。本研究では、特に超大規模な組合せ最適化問題を対象とし、確率論、統計論的な観点から、最適と考えられる方法を追究している。

河北 真宏

空中への3次元映像表示技術

 近年,非接触型タッチパネルなどのニーズの高まりとともに,空中に映像を表示する技術(空中映像技術)の研究が盛んになっている.現在,テンキーやメニュー画面などの2次元映像を空中に表示し,非接触でインタラクティブ操作する装置が開発されている.本研究では,ボリュームや視差がある3次元映像を空中に表示する技術を実現し,より多彩なインタラクション操作が可能な映像メディアの実現と幅広い分野への応用を目指している.

宮本 俊幸

交互方向乗数法を用いた分散スケジューリング

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+1
野澤 真人

一般相対性理論の数理構造の解明

Einstein の提唱した一般相対性理論は、Newtonの万有引力では謎であった多くの現象を説明することに成功し、最も予言能力の高い重力の理論としての地位を確立しています。さらに宇宙自身の膨張やブラックホールといった天体など、私たちの宇宙観に大きなパラダイムシフトをもたらしました。 このように大きな成功を収めた一般相対性理論ですが、私がこの理論に惹かれる理由は、何と言ってもその数理的な美しさにあります。時空の安定性を保証する正質量定理やブラックホールの唯一性定理の見事な証明は、その端的な例でしょう。これらをさらに一般化して、より汎用的な形式にするための研究を進めています。

+1
吉田 福蔵

高温高湿環境下の樹脂材が熱刺激電流に与える影響

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+1
羽賀 俊雄

鋳造鍛造によるリサイクルAl-Mg合金の機械的性質の改善

AC7AのようなAl-Mg合金は,鋳造したままで塑性加工や熱処理をせずに良好な機械的性質が得られる.つまり省エネルギーの利点がある.本研究では,AC7A合金機械的性質に対する,鋳造時の冷却速度影響,不純物Feの混入の影響,熱間鍛造の影響について調査した.その結果,Al-Mg合金はFeの混入に対して強いロバスト性,つまり機械的性質の低下が小さいことが明らかになった.

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