リサイクル可能アルミニウム複合材料の高周波振動付加角筒深絞り加工システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650116
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 竹増 光家 九州大学, 工学研究院, 助教授 (40207006)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 雅司 昭和アルミニウム株式会社, 研究開発部・技術研究所, 所長(研究職) ; 松永 良一 北九州大学, 国際環境工学部, 講師 (30253488) ; 山崎 進 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (70037993)
• Keywords: リサイクル / アルミニウム複合材料 / 電池ケース / 高周波振動 / 深絞り加工 / しごき加工 / 角筒

Research Abstract

本研究ではアルミニウム複合材料の加工の中でも特に厳しいとされる,多段角筒深絞り加工に高周波振動付加法を適用することにより,アルミニウム重量比が85%を越える変形能の低い素材の成形性を飛躍的に向上させ,これら素材をリサイクル材料として積極的に利用できる,高性能加工システムの開発を目的としている.具体的製品としては,近年需要が急激に増加している携帯電話用電池ケースの生産システムをターゲットにしている.
これまでの研究で素材や工具形状を最適化することにより,最高4段で目標とする製品を加工できるようになり,また本年度は最終段の絞り・しごき工程で使用するダイスを角筒の短辺部中央あるいは長辺部中央にあたる位置で2分割し,それらを2個の圧電アクチュエータにより半径方向に加振できるよう装置を改造した.その結果振動付加により加工荷重が20%程度低減する等の効果は確かめられたが,加工工程数を4段以下に短縮するまでには至らなかった.
そこで最後に,角筒深絞り加工そのものを深く考察し,これまでとは全く異なる革新的な成形方法を種々模索した結果,最終的に傾斜付ダイスによる角筒深絞り加工がこの種の容器の製造に非常に適していることを見出した.そこで,それを行うための装置の開発および加工性実験を繰り返し行った結果,板厚1mm,短辺長8mm長辺長16mmいう条件に対して,高さ20mm以上の角筒容器製品を一工程のみで成形できるようになった.

Research Products

• [Publications] 竹増光家 et al.: "アルミニウム薄板の長方形角筒容器の再絞り・しごき加工"日本機械学会九州支部中国四国支部合同企画熊本地方講演会講演論文集. 35-36 (2001)
• [Publications] 竹増光家 et al.: "傾斜付ダイスによる四角筒深絞り加工(装置の試作と深絞り加工実験)"平成14年度塑性加工春季講演会講演論文集. (in press). (2002)