【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24YG0085
利用課題名 / Title
高分子/金属接合特性
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線CT,ポリ乳酸,アルミ,溶着,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology,X線回折/ X-ray diffraction,成形/ Molding,溶接技術/ Welding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
佐藤 凌
所属名 / Affiliation
山形大学大学院有機材料システム研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、燃料費節約等の目的から、自動車や航空機を中心とした構造部品の軽量化が求められている。それに伴い、金属素材の一部を樹脂素材に置き換えるマルチマテリアル化に向けた技術開発が進んでいる。しかし、金属と異種材料である樹脂のマルチマテリアル化の実現には、溶着技術が大きな課題となる。そこで、溶着技術として、超音波溶着が挙げられる。超音波溶着は、超音波縦振動により材料間で発熱し、短時間で局所的な溶着を特徴としている。しかし、金属と樹脂を短時間で直接溶着させるのは、非常に困難である。このような現状の中、過去の研究では、特定の条件でポリ乳酸(PLA)とアルミニウムの超音波溶着性が確認されている。また、金属と樹脂の溶着において、適切な表面処理を行うことが重要である。以上より本研究では、超音波溶着技術に着目し、アルミニウムの表面に物理的に溝をつけることにより、ポリ乳酸とアルミニウムの短時間溶着を目指す。
実験 / Experimental
ポリ乳酸とアルミニウムの超音波溶着を可能にするため、アルミニウムの表面に物理的に溝をつける加工を行った。そのため、溶着の際、ポリ乳酸がアルミニウムにつけた溝に入り込むことがわかった。溶着する際に、どの程度アルミニウムの溝にポリ乳酸が入り込んでいるのかを確認するためにX線非破壊検査装置（装置ID：YG-602)を用いてX線CT測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
溝を付けたアルミニウムとポリ乳酸を短時間で溶着させることに成功した。具体的には、2sという短時間で、ポリ乳酸がアルミニウムの溝に入り込み溶着を可能した。図にX線CT画像の結果を示す。これにより、アルミニウムの溝の中に樹脂（ポリ乳酸）が入り込んでいる様子が確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図.X線CT測定によるポリ乳酸がアルミニウムの溝に入り込んでいる様子
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件