第 3 世代異種材料接合

・金属／樹脂

・金属／セラミックス

金属／樹脂・ CFRP の異材接合

● 射出成型法：小物部品等で実用化

● 板材の接合：開発途上（一部実用化）

・接着剤

・リベット等

・かしめ

・熱溶着

・レーザ接合法 （レーザエネルギー利用）

・摩擦接合法 （摩擦エネルギー利用）

マルチマテリアル化に向けた多様な接合プロセス

金属／樹脂の直接接合を可能にする新レーザ接合法

■接合界面（透過型電子顕微鏡観察）

樹脂が伸びる高強度接合を達成

■接合継手（引張試験評価）

■接合プロセス

金属と樹脂を重ね、

レーザ照射し、接合 界面でナノレベル反 応層を形成すること で接合する革新的 な接合プロセス

■期待される成果

日本の成長分野：電気自動車の軽量ボディ、蓄電池などの 次世代ものづくりを支えるキーテクノロジー

5 nm

反応層

金属酸化皮膜を介したナノ接合

5 nm

※本研究成果は、朝日新聞、日刊工業 新聞等の１０社以上に掲載(2006年）

樹脂を 用いた 軽量ＥＶ車

大阪大学接合科学研究所 片山教授・川人准教授

炭素繊維強化複合材料

CFRP

10 nm

■接合界面（透過型電子顕微鏡観察）

■期待される成果

日本の成長分野：航空機から自動車

（電気自動車・ハイブリッド車の軽量ボディ）

5 nm

金属:ステンレス鋼

反応層

金属酸化皮膜を介したナノ接合

※本研究成果は、溶接ニュース(2010年）

樹脂を 用いた 軽量ＥＶ車 複合材料:CFRP

CFRP：（ナイロン基20%長炭素繊維）、(20 mm^wx 3 mm^t)

ステンレス鋼：(30 mm^wx 3 mm^t)

接合強度：

4,800 N

SEMによる断面観察 炭素繊維

溶融なし

20 mm 複合材料：CFRP

アルミニウム合金

接合部：

アルミニウム合金 CFRP 外観

■金属（

Al

CFRP

金属と樹脂を重ね、

レーザ照射し、接合 界面でナノレベル反 応層を形成すること で接合する革新的

な接合プロセス

大阪大学接合科学研究所 片山教授・川人准教授

アルミニウム合金 にレーザを照射

摩擦エネルギー利用による軽量構造金属と樹脂との直接接合

PE

Al

摩擦エネルギーを活用した鉄鋼、非鉄金属（

Al

Mg

Ti

Cu

大阪大学接合科学研究所 中田ら；

軽溶協異材接合委員会で基礎的検討

摩擦重ね接合 FLJ

FLJ 接合性に及ぼす樹脂材料･アルミ表面処理

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

未処理

○

:

△

:

未処理 表面処理

EAA PE

アルミ合金表面処理の有無 （表面処理：

TRI

表面処理

（中田ら）

単位接合長さあたりの最大引張せん断荷重

/ N·m m

（エチレンアクリル酸コポリマー） （ポリエチレン）

TEM

TRI

PE

×900,000

PE