Development of CFRP processing machine and drilling process with hydrostatic pressure application jig and hybrid feed mechanism

• Project/Area Number: 16K06001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Production engineering/Processing studies
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Ojima Hirotaka 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90375361)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 淳 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40292479) ; 周 立波 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90235705)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: CFRP / 定圧制御 / 定送り制御 / 切削・研削加工 / 静水圧 / 機械工作・生産工学

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aim to development the CFRP processing machine to solve the problems which CFRP drilling process counter as burrs, delamination and short tool life. In order to reduce burrs in processing, grinding wheel are used instead of the conventional drilling tool. The workpiece fixture jig that can apply hydrostatic pressure is developed, and used in all processing experiments. A hybrid feed mechanism compatible with constant pressure and constant feed was mounted on the tool axis of a CFRP processing machine.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したCFRP加工機および加工プロセスは，CFRP孔加工において，精度の良い加工を実現する一方法として有用であると考える．従来の加工プロセスと異なる，工具の選定，固定冶具の設計，加工機の送り機構の設計において，本手法が新たな加工方法の一助となることが期待できる．

Research Products

• [Presentation] CFRP穴開け加工機および加工プロセスの開発 (2018)
  • Author(s): 青柳晃太, 竹之内大輔, 尾嶌裕隆, 周 立波, 清水 淳, 小貫哲平
  • Organizer: 第19回高エネ研メカ・ワークショップ
• [Presentation] CRFP穴あけ加工機および加工プロセスの開発 (2018)
  • Author(s): 尾嶌裕隆, 青柳晃汰, 宇野倫和, 周 立波, 清水 淳, 小貫哲平
  • Organizer: 2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
• [Presentation] The development of hybrid-feed system and technology of CFRP machining (2017)
  • Author(s): Daisuke Takenouchi, Hirotaka Ojima, Teppei Onuki, Jun Shimizu
  • Organizer: The 9th International Conference on Leading Edge Manufacuturing in 21st Century
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ハイブリッド送り機構を用いたCFRP研削加工機の開発 (2017)
  • Author(s): 尾嶌裕隆, 竹之内大輔, 青柳晃汰, 周立波, 清水淳, 小貫哲平
  • Organizer: 2017年度精密工学会 秋季大会
• [Presentation] ハイブリッド送り機構を用いたCFRP加工技術の開発 (2016)
  • Author(s): 會田和樹, 竹之内大輔, 尾嶌裕隆, 周 立波, 清水 淳, 小貫哲平, 山本武幸
  • Organizer: 2016年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 茨城大学 水戸キャンパス（茨城県水戸市）
  • Year and Date: 2016-09-06
• [Presentation] CFRP の穴あけ加工技術の開発 (2016)
  • Author(s): 會田和樹, 竹之内大輔, 尾嶌裕隆, 周 立波, 清水 淳, 小貫哲平
  • Organizer: 第17回高エネ研メカ・ワークショップ
  • Place of Presentation: KEK３号館１階 セミナーホール（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2016-04-15
• [Remarks] Nano-Engineering Laboratory
  • URL: https://sites.google.com/site/nlabibarakiuniv/