2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of egg-tray type metallic hollow sphere structure
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16K06013
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
吉村 英徳 香川大学, 創造工学部, 准教授 (30314412)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポーラス金属 / 中空金属球 / 固化成形体 / 板成形 / 多段絞り加工 / 圧縮特性 / 曲げ特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車の燃費向上および高剛性，高衝撃吸収エネルギー化のための部材の軽量化のため，構造材料である新ポーラス金属の開発を行った．発泡金属等では内在する気孔のサイズや形態の制御が困難であるため，金型を用いた塑性加工を行っているが，生産性や製造費の難があること，構成要素同士の接合が困難なことから，薄板材から卵パックを製造し，それを積層する方法を提案した．薄板材から積層材の構成要素となるたこ焼き状のプレートを作り，それを2枚合わせて卵パック状のものを作るが，特に，本助成金では，構成要素たこ焼き状のプレートの作製について検討した．
課題は，全面的な張出し加工となるため，破断が生じやすいことである．通常，絞り加工では張出し部が局部的であり，周りから材料が引き寄せられて，板材の厚みの減少を少なくして破断を抑制しているが，本構成要素を製造する場合，半球状が狭いピッチで隣接しているため，材料の流入量が小さく，板材全面をうまく薄肉化し，半球状の張出し部に材料を流入させることが重要になる．実際，単なる半球のパンチによる1段のみの絞り加工ではすぐに破断した．
そこで，有限要素法を使用し，工程数を必要に応じて増加しながら，加工工程の設計を行った．隣接する半球の間の薄肉化のため半球張り出しと逆側に張り出させ，半球張出し部にその肉を逆再絞りとして流入させること，張り出すためのパンチの角丸みを最適化すること，各工程でのパンチの押込み量について多数検討し，シミュレーション上でおおよそ第5工程までの加工工程を行うことによって，かなり張り出し量を増加させることに成功した．
パンチとダイスを試作し，それで構成要素を試作し，接着剤にて積層する形で提案するポーラス金属を作って，その圧縮試験，曲げ試験を行って，強度を確認した．圧縮として良好な一定応力を60%ひずみ以上得ることができた．また，接合法や成形限界についても検討した．
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Research Products
(2 results)
