- Address
- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
外部併任先
- ●九州大学 大学院工学府 材料工学専攻 教授●
研究内容
- Keywords
単結晶・集合組織、相変態、構造–特性相関、先端製造プロセス(3D造形)、耐熱金属材料
●研究紹介●
レーザ方式の粉末3Dプリンタでニッケル単結晶の造形に成功!(クリックして別タブでオープン)
照射面内の強度分布が一様でビーム径の大きいフラットトップレーザをニッケル粉末に適用することにより、欠陥の発生を抑制しつつ、結晶方位が高度に制御された単結晶の造形に成功しました。本成果は、単結晶部材の製造自由度を大きく高めるものであり、航空機エンジンやガスタービン用耐熱材料のみならず、幅広い単結晶材料への応用可能性を切り拓くものと期待されます。
日本経済新聞、日刊工業新聞、日経産業新聞、科学新聞、日刊産業新聞、鉄鋼新聞で報道されました。海外でもEurekAlert!等の複数のメディアで報道されました。
●博士課程大学院生募集中●
博士課程の重要な目的の一つは、自ら研究課題を構想し、その意義や分野内での位置づけを自分の言葉で説明できる研究者としての基盤を形成することです。本研究室では、博士課程学生一人ひとりが研究テーマの中核を担い、主著論文を軸とした研究成果を計画的に積み上げられるよう、入学時点から研究計画を教員と共に具体化します。
博士課程で取り組む研究テーマは、修士課程までの研究内容と必ずしも同じである必要はありません。これまでに培った研究経験や問題設定能力を踏まえつつ、新たな視点や課題意識に基づいて研究テーマを再設計することも可能です。
研究では、材料の形成過程、内部構造、特性発現の関係について、既存研究との比較や分野内での位置づけを常に意識しながら検討を進めます。近年は、粉末積層造形(3Dプリンティング)を対象とした研究に力を入れており、実験、解析、シミュレーションを組み合わせたアプローチで研究を進めます。
研究は、NIMSが有する最先端の研究施設および学際的な研究基盤と密接に連携して進められます。また、NIMSには多様な国・分野の研究者が集まる国際的な研究環境があり、日常的な議論を通じて研究の深化や論文化を進められる点も特徴です。
博士課程在学中は、国際誌への主著論文投稿を明確な目標とします。本研究室の博士課程を修了した学生は、大学、国立研究開発法人、企業の様々な分野で研究・開発に携わっています。修士課程で研究経験を積み、博士課程で自身の研究の立ち位置をより明確にしたい方、あるいは新たな研究課題に挑戦したいと考えている方からの、研究内容・進学に関する相談を随時受け付けています。
[最新ニュース]
NEW
Alloys for Additive Manufacturing Symposium (AAMS) 2026 (16-18 September, Cambridge, UK)
LPBFで造形したTi-42Nb単結晶の成長メカニズムと圧縮応答の異方性について講演しました。
NEW
The 12th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM 12) 2026 (10-13 August, Gold Coast, Australia)
LPBFで造形したステンレス鋼単結晶の成長と機械的特性について講演しました。
The 4th Asia-Pacific International Conference on Additive Manufacturing (APICAM) 2025 (1-3 July, Melbourne, Australia)
LPBFで造形した単結晶のミクロ組織に対して熱処理が及ぼす影響について、招待講演で発表しました。
The 11th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN) 2024 (22-25 September, Da Nang, Vietnam)
LPBFによる単結晶造形について、招待講演で発表しました。
Alloys for Additive Manufacturing Symposium (AAMS) 2024 (4-6 September, Palaiseau, France)
LPBFによるTi-6246の単結晶造形と特異的なαバリアント選択について、口頭発表しました。
TMS 2024 (3–7 March 2024, Florida, USA)
単結晶のレーザ積層造形について、2件の口頭発表を行いました。
THERMEC' 2023 (2–7 July 2023, Vienna, Austria)
2件の発表を行いました。
1件はニッケル単結晶の積層造形に関して招待講演を行いました。
Ti-2023 (12–16 June 2023, Edinburgh, UK)
2件の口頭発表を行いました。
1件はTi-6246合金の積層造形に関する発表です。
TMS 2023 (19–23 March 2023, San Diego, USA)
3件の発表を行いました(2件は積層造形に関する研究)。
[下記の論文を発表しました!]
NEW
Single-crystal β-Ti–42Nb fabricated via flat-top laser powder bed fusion: melt-pool stability–controlled cellular-dendritic growth
Xinzhe Zhu, Kohei Araake, Toshihiro Tsuchiyama, Makoto Watanabe, Tomonori Kitashima, Materials & Design,
Vol. 270, (2026) 116896.(Click and open)
Fabricating a single-crystal-like beta grain structure of a near-beta Ti alloy with unique variant selection by laser powder bed fusion
T. Kitashima, T. Hiroto, D.E. Jodi, M. Watanabe, Materials & Design,
Vol. 243, (2024) 113039.(Click and open)
Effect of scan strategy on the formation of a pure nickel single-crystal structure using a flat-top laser beam via laser powder bed fusion
D. E. Jodi, T. Kitashima, M. Watanabe, Science and Technology of Advanced Materials,
Vol. 24, (1), (2023) 2201380.(Click and open)
High-temperature microstructural stability of pure Ni fabricated by laser powder bed fusion using Gaussian and flat-top beam profiles
D. E. Jodi, T. Kitashima, A. Singh, M. Watanabe, Materials Characterization, Vol. 200 (2023) 112897.(Click and open)
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
公開特許出願
所属学会
日本金属学会、日本鉄鋼協会、米国TMS、軽金属学会、日本AM学会、日本チタン学会
構造材料研究センター
金属積層造形における単結晶形成と結晶成長・組織制御
単結晶・集合組織、相変態、構造–特性相関、先端製造プロセス(3D造形)、耐熱金属材料




