金属3Dプリンター技術を基礎から学ぶ
入門書の決定版！！
近い未来、金属AM技術がものづくりを変える。
樹脂の3Dプリンターを知っている、あるいは、活用している製造各分野において、設計を含めた一般技術者を対象読者とし、金属AM技術の特徴とともに実用化に向けた課題の概略を理解することを目的として解説。
【主な内容】
第1章 ものづくりへのAMの導入
1.1 ものづくりの基礎とAM技術
1.1.1 金属材料の種類と用途
1.1.2 金属材料の性質
1.1.3 加工技術
1.1.4 ものづくりの工程とAM技術
1.2 AM実用化の現状と課題
1.1.2 金属材料の性質
1.2.2 日本と世界の現状
1.2.3 推進遅れの原因（課題）
1.2.4 課題の解決
1.2.5 今後のAMの進め方
第2章 金属AMの造形方法
2.1 AM方式と金属への適用
2.1.1 AM方式
2.1.2 熱源
2.2 PBF（粉末床溶融）方式
2.2.1 造形原理
2.2.2 装置の構成
2.2.3 造形条件と欠陥
2.2.4 後工程
2.3 DED（デポジション）方式
2.3.1 造形原理
2.3.2 装置の構成
2.3.3 造形条件と欠陥
2.3.4 後工程
2.4 AM材料
2.4.1 AM粉末
2.4.2 安全衛生
2.4.3 AMワイヤ
2.5 造形設計
2.5.1 はじめに
2.5.2 AMのためのソフトウェア
2.5.3 ３Dデータの準備
2.5.4 CAMによる造形経路設計
2.5.5 おわりに
第3章 AM造形現象
3.1 溶融池と温度分布
3.1.1 温度と溶融現象
3.1.2 熱流束とパワー密度
3.1.3 エネルギーの保存
3.1.4 熱伝導方程式
3.1.5 準定常熱伝導方程式
3.1.6 ローゼンタールの式とクリステンセン
による無次元表示
3.1.7 金属AM プロセスにおける熱輸送現象
3.1.8 溶融池の対流現象
3.1.9 溶融池現象の数値シミュレーション技術
3.2 凝固組織
3.2.1 AM 部の組織形態とその形成過程
3.2.2 金属の凝固現象
3.2.3 AM 過程での凝固現象
3.3 相変態とミクロ・マクロ組織制御
3.3.1 はじめに
3.3.2 代表的な２元系平衡状態図
3.3.3 液相からの冷却にともなう組織変化−平衡凝固と非平衡凝固を比較しつつ−
3.3.4 冷却速度と組織形成
3.3.5 結晶集合組織形成と力学異方性の発現
3.3.6 おわりに
3.4 熱変形および残留応力
3.4.1 固有ひずみ
3.4.2 固有ひずみ（固有変形）を用いたFEM弾性解析による金属AM時の熱変形予測
3.4.3 金属AM時の熱変形試験
3.4.4 FEM熱弾塑性解析を用いた金属AM時
の熱変形予測
第4章 AM造形物の品質保証に向けて
4.1 品質保証の考え方
4.1.1 AM造形物の品質保証の基本方針
4.1.2 設備・装置
4.1.3 工程管理
4.1.4 妥当性検証
4.1.5 認定
4.1.6 管理要領の具体例
4.1.7 品質保証
4.1.8 まとめ
4.2 造形品質の確認試験
4.2.1 断面観察
4.2.2 引張試験
4.2.3 試験片の採取
4.2.4 疲労試験
4.2.5 クリープ試験
4.3 非破壊検査
4.3.1 はじめに
4.3.2 非破壊検査とその役割
4.3.3 AM造形品で発生し得るきず
4.3.4 従来の非破壊検査法
4.3.5 AM造形品に特化した非破壊検査
の規格基準と方法
4.3.6 今後の課題とまとめ
4.4 インプロセスモニタリング
第5章 AM設計（DfAM）入門〜トポロジー最適化による構造設計〜
5.1 はじめに
5.2 DfAMと構造最適化
5.3 トポロジー最適化
5.3.1 最適化問題の定式化
5.3.2 密度法による最適化問題の緩和
5.3.3 工学的に価値のある構造を得る手続き
5.4 ジェネレーティブデザイン
5.4.1 定義
5.4.2 DfAM での活用
5.5 AMを考慮した最適化
5.5.1 AM の製造性制約
5.5.2 後工程
5.6 トポロジー最適化の事例紹介
5.6.1 剛性最大化
5.6.2 最大応力最小化
5.6.3 コンプライアントメカニズム
5.6.4 熱伝導問題
5.6.5 熱対流問題
5.7 おわりに