電解水の酸化還元作用を併用した砥粒レス状態での高品位磁気援用表面創製法
Project/Area Number |
22K03861
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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Research Institution | Shinshu University |
Principal Investigator |
川久保 英樹 信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (90579129)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | 磁気援用加工 / 砥粒 / 仕上げ面 / 電解水 / 表面改質 / 仕上げ |
Outline of Research at the Start |
微細・複雑形状部品の超精密加工技術の高能率化と同時に,加工面の高品位化・高付加価値化に対応するため,本研究は砥粒を使用しない(砥粒レス状態)表面加工法の開発を目的としている.本加工法は,①フレキシブルな磁気粒子ブラシ(磁気援用加工)による「物理的接触作用」,②電解水(還元水/酸化水)利用技術における「電気化学的作用」,そして③「①(物理的接触作用)と②(電気化学的作用)との相互作用」を効果的に利用して加工プロセスを制御していく.本加工法を学術的に体系化するため,砥粒レス表面加工法の(A)「高品位仕上げの加工性能の向上」,(B)「表面改質・機能性付与」の2項目について,加工メカニズムを解明する.
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Outline of Annual Research Achievements |
磁気粒子ブラシによる物理的な除去加工と,加工液による化学的な除去加工との複合的な表面加工技術の基本特性を明らかにするため,パイプ内面加工に対して検討を行った.磁気粒子ブラシを構成する強磁性材粒子(不定形/球形)と,加工液である電解水(還元水/酸化水)との4通りの組み合わせによる比較を行った.強磁性粒子には,不定形粒子(G-505)と球形粒子(B-567.5,B-240)を用いた.G-505,B-567.5,B-240の粒子サイズは,それぞれ中央値505μm,567.5μm,240μmである.加工液である電解水は,pH12のNaCl電解還元水(ER-W)と,pH2のNaCl電解酸化水(EO-W)を用いた.実験には,内面加工用に製作した加工ユニットを用いた.得られた成果をまとめると次のようになる. (A)除去量:(1)G-505の場合,粒子表面の凹凸が切れ刃となって表面を除去するため,除去量が多くなる.(2)B-567.5の場合,粒子に切れ刃となる表面凹凸がなく除去量は少ない.(3)B-567.5とER-Wとの組み合わせでは除去量がほとんどないが,B-567.5とEO-Wとの組み合わせでは除去加工が行われる. (B)表面粗さ:(1)B-567.5とEO-Wとの組み合わせの場合,表面粗さが向上する.これは,EO-Wのエッチング作用と粒子による擦過作用が複合的に作用したためと考えられる.(2)他の3つの組み合わせでは,表面は粗化する. (C)球形粒子(B-240,B-567.5)と電解酸化水(EO-W)による砥粒レス加工:(1)粒子サイズが小さいB-240の場合,除去量が多い.これは加工面への接触粒子数が多くなるためである.(2) B-240,B-567.5ともに表面粗さは向上する.B-567.5では表面粗さは一定値となるが,B-240ではわずかに表面粗さが向上しながら加工される.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
磁気粒子ブラシを構成する強磁性材粒子(不定形/球形),加工液である電解水(還元水/酸化水)との組み合わせによる4通りの加工条件による加工面を比較した. 特に,球形粒子と電解酸化水との組み合わせにおいて,表面粗さの向上が確認できた.この加工現象は,砥粒レス加工において重要な実験結果である.更に表面粗さを向上することができれば,砥粒残渣がない高品位加工面の創製技術としての有用性が高まる.また,他の3加工条件については,表面粗化技術として応用ができる. 以上から,継続して磁気粒子ブラシによる物理的な除去加工と,加工液による化学的な除去加工との複合的な表面加工技術のメカニズム解明を進めていく.
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Strategy for Future Research Activity |
磁気粒子ブラシによる物理的な除去加工と,加工液による化学的な除去加工との複合的な表面加工技術のメカニズム解明のため,加工面の分析(SEM,EDS分析)と同時に,強磁性材粒子表面の分析(SEM,EDS分析)も行う予定である.
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)