2018 Fiscal Year Annual Research Report
Biomimetic Surface Architecture for tribology
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16H02310
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐々木 信也 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (40357124)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牛島 邦晴 東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (00349838)
田所 千治 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00736770)
宮武 正明 東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (70434032)
酒井 秀樹 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 教授 (80277285)
野口 昭治 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (80349836)
坪井 涼 大同大学, 工学部, 准教授 (90548158)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 3次元プリンタ / アーキテクチャ / 表面テクスチャ / 3次元微細構造 / 能動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マルチスケール・テクスチャリングの概念をさらに深化させ，表面損傷や摺動環境の変化に自己適応（self-adaptive）する革新的な摺動表面システムを確立することを目標として研究を実施した．生体の皮膚構造を模倣した摺動面アーキテクチャを構築し，数値シミュレーション技術によりその最適化を図るとともに，レーザ焼結型金属用3次元プリンタによる表面創製プロセス技術を応用することにより，3次元微細構造御御により創製した摺動表面の環境適応性能の発現と有用性を実証した．具体的な研究実績を次の4項目に記す．
(1)摺動面アーキテクチャの構築：摺動面に必要とされる物質供給と，効率的かつ効果的な機能発現に最適な3次元微細ネットワーク孔構造の設計を行った．
(2)流体-構造連成解析手法の開発：3次元微細構造表面の接触変形に加え，表面に形成される吸着膜や反応膜の影響を取り扱うことが可能な流体-構造連成解析法を開発し，摺動面アーキテクチャの最適化に適用した．
(3)3次元プリンタによる表面創製：摺動面アーキテクチャに基づき3次元プリンタにより創製した3次元微細構造表面に，実用に耐える強度と耐摩耗性付与を目的とする熱処理および表面改質を適用し，自己適応性評価試験結果をもとにプロセス条件の改良と最適化を図った．
(4)自己適応性の評価：摺動特性制御機構を備えた自己適応性すべり軸受を金属用3次元プリンタを用いて製造し，自己適応性の発現と摺動特性の改善効果を評価した．これらの結果を，供給物質の選定，摺動面アーキテクチャおよび3次元微細構造創製プロセスにフィードバックすることにより，自己適用性摺動表面の特性向上を図り，社会実装の有用性を実証した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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