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Study on high efficiency method of electrical discharge forming with microbubbles using resin mold made by three-dimensional printer

Research Project

Project/Area Number 19K04111
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 InstitutionWaseda University (2020-2022)
Saitama Institute of Technology (2019)

Principal Investigator

Koita Taketoshi  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (00750192)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords衝撃波 / マイクロバブル / 放電成形 / 水中放電 / 樹脂型 / 3Dプリンター / 水中衝撃波 / 3Dプリンタ / 水中爆発
Outline of Research at the Start

本研究では,プレス加工と放電成形より低コストかつ高効率な塑性成形技術の確立を目指し,金属薄板を対象とし,安価な型を用いた成形による低コスト化と同時多数成形を可能とする,3Dプリンタ造形樹脂型を使用したマイクロバブル活用高効率放電成形法の研究開発を目的とする.本研究は工業製品,自動車部品の製造に必要不可欠な金属塑性加工技術革新をもたらし,加工産業に対して,低コスト化と生産性向上に大きく貢献するものである.

Outline of Final Research Achievements

We studied the development of underwater electrical discharge forming with resin mold which was made by the 3D-printer with the microbubble attachment on the bottom of metal plate to address the issue of excessive cost of metal mold used traditionally in the forming. The forming was conducted by the high pressure of rebound shock wave emitted by the bubble collapse which was induced by the interaction of underwater shock wave generated by the discharge. We developed the pressure measurement of loading underwater shock wave with isolating the magnetic field noise during discharge and evaluated the pressure estimation formula for the shock wave. The bottom of metal plate was attached to microbubbles that diameter was changed and the impact pressure at the collapse of microbubbles acting on the bottom was theoretically analyzed. Based on this analysis, we established the discharge forming with 3D-printed resin molds using the impact pressure generated by the underwater shock wave loading.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は3Dプリンタ造形樹脂型用いたマイクロバブル活用放電成形に必要な放電時の磁場ノイズを絶縁した放電誘起水中衝撃波の圧力測定の開発,および,成形を誘起する金属板底面に付着させたマイクロバブル径の理論解析を評価した学術的意義を有する。本研究成果では放電成形での金型に樹脂型を適用したため,工業製品,自動車部品の製造に欠かせないプレス加工での金型の低コスト化に寄与する社会的意義を有する。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 樹脂型を用いたマイクロバブル活用放電誘起水中爆発成形に関する研究2023

    • Author(s)
      小板丈敏,所千晴
    • Organizer
      2022年度衝撃波シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 放電誘起水中衝撃波の干渉を受けたマイクロバブル付着金属表面の性状に関する研究2022

    • Author(s)
      小板丈敏
    • Organizer
      日本機械学会2022年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中衝撃波の干渉による固体壁付着マイクロバブルの崩壊に関する研究2022

    • Author(s)
      小板丈敏
    • Organizer
      2021年度衝撃波シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 放電誘起水中衝撃波の干渉による固体壁付着マイクロバブル挙動の可視化2021

    • Author(s)
      小板 丈敏, 林 秀原, 浪平 隆男, 所 千晴
    • Organizer
      日本機械学会2021年度年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 医療用インプラントへのへのマイクロバブル付着現象および水中爆発の干渉の可視2020

    • Author(s)
      小板 丈敏, 渋谷 敬一, 所 千晴
    • Organizer
      日本機械学会2020年度年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 放電誘起水中衝撃波による3Dプリンタ造形樹脂型を用いた水中張出成形に関する研究2020

    • Author(s)
      小板丈敏,浪平隆男
    • Organizer
      2020年度衝撃波シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンタ造形樹脂型の放電誘起水中爆発成形への適応に関する研究2020

    • Author(s)
      小板丈敏、浪平隆男、松田樹也、龍輝優、王斗艶
    • Organizer
      2019年度衝撃波シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 顕微鏡設置高速度カメラによるマイクロバブル付着現象の拡大撮影2019

    • Author(s)
      長野太郎、永松マルセイロ秀幸、小板丈敏、渋谷敬一
    • Organizer
      第 38 回数理科学講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 円筒容器を利用した水中衝撃波負荷によるパルス放電成形の放電回数の影響2019

    • Author(s)
      古田雅貴、小板丈敏
    • Organizer
      第 38 回数理科学講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Study on Effect of Discharge Resistance on Electrical Discharge Forming2019

    • Author(s)
      Taketoshi Koita, Takao Namihira, Mikiya Matsuda, Masaki Furuta, Taro Nagano
    • Organizer
      Sixteenth International Conference on Flow Dynamics
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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