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Study on highly efficient ultra-precision polishing that maintains shape accuracy by combined application of magnetic and electric fields

Research Project

Project/Area Number 18K03891
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Technology, Toyama College

Principal Investigator

Nishida Hitoshi  富山高等専門学校, その他部局等, 特命フェロー(教育・研究支援) (00390435)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井門 康司  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40221775)
島田 邦雄  福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (80251883)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords磁気混合流体 / 精密研磨 / 微細構造表面 / 磁場 / 電場 / 形状精度 / 微細V溝 / 高能率研磨 / 機能性流体 / 磁場・電場
Outline of Final Research Achievements

In this study, characteristics of precision polishing at the simultaneous application of electric and magnetic fields on micro-V shaped grooves carved on a plate with using a magnetic compound fluid involving abrasive grains were investigated. At the polishing of the V-grooves when pulsed magnetic and electric fields were applied, the overall surfaces of the V-groove were elucidated to be precisely polished while maintaining the shape accuracy. In addition, the characteristics of the torque which acts on the tool were clarified under respective conditions of the application of each magnetic and electric field as well as under the simultaneous condition of the application of both the fields on the MCF based processing fluid. As a result, the ER effect of this processing fluid and the effect of the simultaneous application of the fields on the polishing were elucidated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで表面に微細構造を持つ被研磨物に対して,形状を保持した精密な研磨は困難な状況であった.この課題に対して,本研究では砥粒を含んだ磁気混合流体に磁場に加え電場を印加することで,微細構造に対して形状精度を保持した精密研磨が可能になることを明らかにした.また,磁気機能性流体であるMCF加工液が電場に応答する流体であることを実験的に初めて確認した.本研究成果はこれまで困難とされていた微細構造表面に対する自動研磨に道を開くものである.

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (53 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 219-225

    • DOI

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    • NAID

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    • ISSN
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    • NAID

      130007722115

    • ISSN
      0914-2703, 1880-7534
    • Year and Date
      2019-04-01
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      2018年度精密工学会秋季大会
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  • [Presentation] 磁気混合流体を用いた円筒内面加工における表面性状と形状特性2018

    • Author(s)
      山本久嗣,西田均,百生登,島田邦雄,井門康司
    • Organizer
      2018年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2018)
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    • Author(s)
      Hitoshi NISHIDA, Hisashi YAMAMOTO, Kunio SHIMADA, Yasushi IDO
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      2018 International Conference on Electrorheological Fluids and Magnetorheological Suspensions
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁気混合流体を用いた円筒内面に対する精密加工特性の流体力学的考察2018

    • Author(s)
      山本久嗣,西田均,池田遼,道下滉司,百生登,島田邦雄,井門康司
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      平成30年春季フルードパワーシステム講演会
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  • [Presentation] 磁場制御による精密研磨及ぼす工具形状の影響2018

    • Author(s)
      西田均,松葉寿明,山本久嗣,池田愼治,井門康司
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  • [Book] 機能性流体入門 -基礎と応用-2021

    • Author(s)
      身,吉田和弘,柳田秀記,,横田眞一,竹村研治郎,三井和幸,西田均,柿沼康弘,奥崎秀典,藤原由紀乃
    • Total Pages
      290
    • Publisher
      日本工業出版
    • ISBN
      9784819033077
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  • [Book] 油空圧技術 磁気混合流体を用いた円筒内面に対する精密加工特性の流体力学的考察2019

    • Author(s)
      西田均
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      日本工業出版
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権2019

    • Inventor(s)
      西田均,藤岡里美,山本久嗣
    • Industrial Property Rights Holder
      西田均,藤岡里美,山本久嗣
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-012561
    • Filing Date
      2019
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URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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