2017 Fiscal Year Research-status Report
超高圧振動付加マイクロチューブハイドロフォーミングプロセスの開発
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16K14440
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
真鍋 健一 首都大学東京, 理工学研究科, 客員教授 (10145667)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロチューブハイドロフォーミング / 金型変形連成FEM解析 / 超高圧繰返し負荷 / 枝管張出し成形 / 張出し成形高さ / 成形不良 / 潤滑 / プロセスウインドウ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、主題の金型弾性変形許容のマイクロハイドロ成形解析による金型設計ではモデル適正化による想定以上の時間を要しその大規模解析が滞り、新金型の設計製作と検証実験に至らなかった。そこで、金型弾性変形連成FEM解析と併行して、剛体金型によるハイドロ成形挙動に関する比較検討用の基礎実験とマクロ成形解析を推し進めた。
１）金型変形連成FEM解析による十字（クロス）成形は、解析結果がようやく得られる段階になり、ごく一部の成果を国内学会で発表をすることになった。しかし、まだその解析には膨大に時間がかかり、解析精度もまだ十分とはいえないなどの課題を残している。研究期間延長により早急にこれらの課題を解決しながら新金型設計・製作とプロセス開発に着手する予定である。
（２）剛体金型を用いたマイクロハイドロ基礎実験とFEM解析（従来剛体金型による十字及びT成形）：昨年度の研究成果を踏まえ、本年度は直径0.5mmのマイクロチューブを用いた十字成形とT成形に関して、潤滑条件、材料および成形形状の影響について実験的ならびに数値的に検討した。これまでのりん脱酸銅以外に、高強度のステンレス鋼管のSUS304を取り上げ、そのＴ成形実験にも成功した。SUS304では張出し部と向かい合う底部の座屈現象が発生しにくい等、材料特性によるマイクロ成形特性の違いを実験的に明らかにすることができた。Ｔと十字成形結果からマイクロ成形性に及ぼす成形形状の影響、成形高さおよびプロセスウインドウなどの成形特性に及ぼす成形形状の影響、さらに、各種成形不良に及ぼす加工条件の影響について整理・分類した。あわせてＴと十字成形プロセスの特徴を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究室の場所変更さらなる想定外の追加変更による諸設備等の移動に大幅な期間を要した。また本研究での主題でもある、金型弾性変形許容のマイクロハイドロ金型変形連成FEM解析による金型設計では膨大な解析時間と試行錯誤によるモデル適正化に想定以上の時間を要したため、その大規模解析が滞り、新金型の設計製作と検証実験が未達となったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）金型変形連成FEM解析
年度末にようやく金型変形連成FEM解析に目処をつけることができる状態まで進捗し、春の国内学会で一部その結果を発表までにこぎつけることができた。そのため、型開き(弾性変形)を許容する金型構造解析の検討も可能になる見通しである。
そこで、次年度には早急に解析を終えて、実際に型開きを許容する金型を有する装置を設計・試作し、実験的な検討に移行できるようにする計画である。それを通して、本実験に適した金型構造の最適化を行う。
（２）超高圧振動負荷から準静的繰返し負荷方式への変更：本研究の新しい成形概念の検証のため、準静的な負荷を繰り返すことで本研究の目的の実現を推進する。金型変形連成FEM解析を事前予測に利用して、型開き量の適正化も試みる。次の内圧を除荷過程ならびに型開きをゼロにするべく型締め力を負荷し成形形状を元の金型形状まで矯正・転写し、そのあと、再び型開きするように型締めを開放して再び超高圧負荷を繰り返す方式で新加工法検証に努める。それらの実験的な試行錯誤により、本加工法の可能性および有効性について究明する。新たに得られる萌芽的研究の成果は国内の学会で順次発表する計画である。
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| Causes of Carryover |
次年度に繰り越す金額は、実験検証用の新たな金型製作費と、国内での学会発表のための研究費である。新規に実験的検証のための金型設計をできるだけ早期に行い、金型製作を行い、検証実験を行う計画である。それを踏まえた国内学会での成果発表を行う。
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