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動的超高圧を援用したマイクロ逐次シートハイドロフォーミングの開発

Research Project

Project/Area Number 15J06110
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

佐藤 英樹  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsマイクロフォーミング / ハイドロフォーミング / 逐次成形 / 超高圧 / モーション制御 / 超深絞り / 再絞り
Outline of Annual Research Achievements

マイクロ金属加工において動的超高圧およびモーション制御を応用することで,成形限界の飛躍的向上,小型化,高精度化を実現するマイクロ逐次深絞りの開発を目的とし,成形プロセスと装置の開発,成形メカニズムの解明および実証実験を行った.これに対し,以下の研究成果が得られた.
(1)工程①で第一絞りによりカップを成形し,工程②で第一パンチとカップ間に隙間を設け,工程③で超高圧を負荷し材料を流動させブランクをパンチに馴染ませ,工程④で第一/第二パンチを同時に下げ,これらの工程②から④を繰り返すことによって,細長いマイクロカップを成形するマイクロ逐次深絞りプロセスを開発した.
(2)本プロセスのメカニズム解明のためシミュレーションを行い,カップ端部を拘束し,材料の加工硬化に対応して超高圧のレベルを増加させ,テーパ形状のパンチを用いることで,ダイ内部への材料流動を促進でき成形限界を飛躍的に向上できることを解明した.上記メカニズムを元に加工条件を適正化し,パンチ上下量を小さくし,テーパパンチおよび工具によるカップ端部拘束を採用することで,細長比4.6かつ板厚が均一なマイクロカップをFEMで成形できることを示唆した.
(3)既存のトリプルサーボプレス機に据え付ける設計圧力400MPaの小型超高圧発生装置を開発し,成形中に200MPaの超高圧の昇降圧を逐次行えることを確認した.開発した装置を用いて,細長比0.9,直径0.5mmのマイクロカップを成形でき,本マイクロ逐次深絞りプロセスを実証することに成功した.
以上により,超高圧とモーション制御を組み合わせて材料流動制御をすることで,成形限界の向上,高精度および細長いマイクロカップを成形できるマイクロ逐次深絞りプロセスの開発に成功した.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Tribological behavior in micro-sheet hydroforming2016

    • Author(s)
      Hideki Sato, Ken-ichi Manabe, Dongbin Wei, Zhengyi Jiang, Sergei Alexandrov
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 97 Pages: 302-312

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2016.01.041

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] マイクロ対向液圧深絞りにおける変形挙動に及ぼす相対工具寸法の効果2016

    • Author(s)
      佐藤英樹,真鍋健一,Dongbin Wei, Zhengyi Jiang
    • Journal Title

      塑性と加工

      Volume: 57

    • NAID

      130005165593

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超高圧とパンチモーションとの逐次制御によるマイクロ超深絞り過程における適正加工条件の有限要素解析2015

    • Author(s)
      眞野峻行,佐藤英樹,近藤大輝,真鍋健一
    • Organizer
      第66回塑性加工連合講演会
    • Place of Presentation
      福島県,いわき市
    • Year and Date
      2015-10-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] FEM-Base Investigation of Micro Ultra-Deep Drawing2015

    • Author(s)
      Takayuki Mano, Hideki Sato, Daiki Kondo, Ken-ichi Manabe
    • Organizer
      The 8th Asian Workshop on Micro/ Nano Forming Technology
    • Place of Presentation
      Nagano, Japan
    • Year and Date
      2015-10-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical and Experimental Investigations of Cross Shaped Micro Tube Hydroforming2015

    • Author(s)
      Hideki Sato, Dai Kobayashi, Ken-ichi Manabe
    • Organizer
      The 7th International Conference of Tube Hydroforming
    • Place of Presentation
      Xian, China
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on Micro Extra Deep Drawing Process with Ultrahigh Fluid Pressure and Press Controls2015

    • Author(s)
      Hideki Sato, Daiki Kondo, Ken-chi Manabe, Kuniyoshi Ito
    • Organizer
      The 4th International Conference on New Forming Technology
    • Place of Presentation
      Scotland, UK
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超高圧とパンチモーションとの逐次制御によるマイクロ超深絞りのFEMシミュレーション2015

    • Author(s)
      佐藤英樹,近藤大輝,眞野峻行,真鍋健一
    • Organizer
      平成27年度塑性加工春季講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県,横浜市
    • Year and Date
      2015-05-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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