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Development of newly burnishing process for active material flow of surface layer and its application to plastic injection molds

Research Project

Project/Area Number 19K04104
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 InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

Okada Masato  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60369973)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大津 雅亮  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20304032)
三浦 拓也  大阪大学, 接合科学研究所, 特任講師 (60781466)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsバニシング加工 / 樹脂射出成形用金型 / しゅう動 / 仕上げ面性状 / アルミニウム合金 / 表面改質 / 金型 / 樹脂射出成形 / 表面創成
Outline of Research at the Start

本研究では,工業製品の金属表面処理において,「如何に所望する表面特性を高自由度かつ効率的に実現できるか」を学術的問いに掲げる.その手法として,研究遂行者らが開発したバニシング加工法をベースに,金属表層の材料を積極的に流動させることで,表面特性を制御できる新たな表面加工法の確立を目指す.加えて,その工業的な有用性を検証するために,樹脂射出成形用金型の表面仕上げに適用し,従来法と比較検討する.

Outline of Final Research Achievements

In this study, the fundamental burnishing characteristics and quality of a molded product were evaluated during the sliding burnishing process with an active rotary tool was applied to the on-machine surface finishing of an aluminum mold for resin injection molding. The burnishing characteristics were mainly evaluated based on the surface profile, roughness, glossiness, and residual stress. The surface quality improved when the sliding directions of the tool rotation and tool feed were the same. The mold piece obtained from the burnishing process had almost same surface roughness as that obtained from the polishing process. The molded product quality obtained for these molds was similar to the mold surface quality. Based on these results, on-machine surface finishing of the injection mold was achieved using a general machine tool through position control by applying sliding burnishing with an active rotary tool.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,これまでに工業製品の表面加工法として広く適用されてきた切削加工,研磨加工に対し,新たな手法であるバニシング加工の有用性を検証した.バニシング加工は,上述の加工法と加工原理が異なり,対象面表層の材料を押しならすことにより,所望の表面形状と表層の機械的特性を同時に得ようとする加工法である.本研究で,研究遂行者らが開発した新たなバニシング加工法の基本的な加工特性を明らかにし,材料流動による表面創成の学術的有用性を提示できた.
研究対象としたバニシング加工法は,一般的な工作機械で実現可能であり,今後,様々な表面特性を求められる工業製品に対し,本加工法の実用が期待される.

Report

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

    (7 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] On-machine surface finishing of aluminum injection mold by sliding burnishing process with active rotary tool2021

    • Author(s)
      岡田将人,吉野裕大,新川真人,柳嘉代子,佐々木敏彦
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 87 Issue: 896 Pages: 21-00037-21-00037

    • DOI

      10.1299/transjsme.21-00037

    • NAID

      130008029832

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 樹脂射出成形用アルミニウム合金金型の仕上げ工程へのバニシング加工の適用効果2021

    • Author(s)
      岡田将人, 吉野裕大, 新川真人
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部第58期総会・講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習を活用した金型表面仕上げ方法の違いによる成形性評価2021

    • Author(s)
      新川真人, 吉田佳典, 箱山智之, 山下実, 岡田将人, 吉野裕大
    • Organizer
      成形加工シンポジア’21
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] チップバニシング加工に用いるDLCコーテッド超硬工具の膜材質による寿命評価2020

    • Author(s)
      西脇潤,岡田将人,川畠丈志,助田武紀,瀧真,藤田裕希,三浦拓也,大津雅亮
    • Organizer
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 断続的なチップバニシング加工による表面テクスチャリング技術の提案2020

    • Author(s)
      北川俊希,岡田将人,三浦拓也,大津雅亮
    • Organizer
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 福井大学 工学系部門 機械工学講座 精密加工(岡田)研究室ホームページ

    • URL

      http://mech.u-fukui.ac.jp/~okada/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 福井大学 精密加工(岡田)研究室

    • URL

      http://mech.u-fukui.ac.jp/~okada/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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