短パルスレーザ照射によるアブレーション加工を利用したレーザ研磨技術の提案
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21K03834
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
糸魚川 文広 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20252306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前川 覚 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90637406)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | PLG / 単パルスレーザ加工 / アブレーション加工 / 刃先研磨 / CVDダイヤモンドコーティング工具 / 精密加工 / 切削加工 / フェムト秒レーザ / ナノ秒レーザ / ダイヤモンド工具 / 表面改質 / 短パルスレーザ加工 / 切削 / トライボロジー / 機械加工 / レーザ加工 / 微細加工 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，超短パルスレーザ（フェムト秒レーザ）照射によるアブレーション加工を利用した新しい表面研磨技術を提案し，その有効性を検証する．具体的には，ダメージレス表面創製（仕上げ面にクラックや欠陥などの機械的ダメージ層を生じさせない表面創製）と高エネルギー照射による表面改質を同一プロセスで実施できる研磨システムを開発して，従来の表面研磨技術と異なる新たな機能性表面創製技術を提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，超短パルスレーザ（フェムト秒レーザ）照射によるアブレーション加工を利用した表面研磨技術（PLG法）を精密切削工具の刃先形成に適用して，その有効性を検証することである．研究プロジェクトを通して，「2段PLG加工による仕上げ面の高精度化」および「微小切り込みPLG加工による仕上げ面の高精度化」という2つの研究テーマをすすめることで，一般的な精密加工現場で広く使用されるCVDダイヤモンドコーティング工具の刃先成形において，仕上げ面粗さを精密切削用工具の粗さ目安となるRz 0.1μmオーダを達成することができた．また，同工具を用いた切削実験を実施することで，PLG加工により仕上げた工具は，通常の機械研磨で刃先を仕上げた工具に対して，同程度もしくはそれ以上の工具寿命を有することは実証済みであり，PLG加工法を実用応用するためのエビデンスを取得することを完了した．なお，PLG加工を応用する際の有効な点として以下が考えられる．例えば，マシニングセンタ機上に単パルスレーザを設置することで，刃先研磨と機械加工を同一マシンに統合することができ，大幅な加工時間の短縮や工具の取り外しを不要とすることによる精度向上などが見込まれる．また，高エネルギー照射をともなうレーザ加工では，レーザアニーリングなどの表面改質を形状創製と同一プロセスで付与できるという利点に着目すれば，刃先形状創製と表面改質の融合などの可能性も高まる．本研究で得られた成果をもとにして，今後の応用可能性が高まったと言える．
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
