2017 Fiscal Year Research-status Report
放電環境制御によるマイクロ部品の形状創成と高精細表面改質法に関する研究
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16K17994
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
平尾 篤利 新潟大学, 人文社会・教育科学系, 准教授 (70455111)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 減圧雰囲気 / 放電加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，加圧，気中，減圧雰囲気下等，多様な環境下においての加工が要求される場合がある。それぞれの環境下において加工特性には違いがみられる。本研究では，大気と遮断することが可能な真空チャンバーの内部に放電加工機を構築することで，減圧雰囲気下での放電加工を実施した。放電加工機は，ステッピングモータを主軸に用いたサーボ制御を実施している。減圧雰囲気下での放電発生は，気中放電に比べて容易であるものの，液中放電と比べて難しい。そこで，減圧雰囲気下における油中放電加工を実施することで放電の発生を容易にした。本年度は，圧力（減圧）の違いが放電加工特性におよぼす影響を調査した。電極にはCuおよびWを電極として用い，被加工物には鋼材（NAK55）を用いた。各雰囲気下における，一発の放電が除去におよぼす影響は，パルス幅の増大によって放電痕面積が増大することが確認された。また，放電痕面積は，電極極性が陰極である方が大きい。これは，極性による放電エネルギー配分の割合いが異なるためである。大気圧下(1013 hPa)と減圧雰囲気下(30 Pa)の放電痕面積を比較した結果，面積に大きな差は見られなかった。放電一発あたりの加工量において，圧力差の影響はないと考えられる。各雰囲気下における連続放電加工した結果，加工速度は大気圧下（1013 hPa）0.32 [mg/min]，減圧雰囲気下（1000 Pa）0.40 [mg/min]，（30 hPa）0.15 [mg/min]となった。大気圧下における加工速度は，ばらつきが顕著であった。表面粗さは，大気圧下（1013 hPa）1.33 [μmRa]，減圧雰囲気下（1000 Pa）1.29 [μmRa]，（30 hPa）1.17[μmRa]となった。加工速度と同じ，大気圧下における表面粗さには，ばらつきがみられる結果となった。
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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
平成29年度では，減圧雰囲気下で動作する放電加工機を構築し，真空度における加工特性を調査した。材料への機能性付与に関して，長パルス放電のプラズマの滑り現象が表面におよぼす影響について検証している。条件を選択することで，表面は異なる結果（堆積・除去）となった。電極工具のプラス極性，マイナス極性によって，放電痕の形成に大きな影響を及ぼすことが確認された。以上のように，当初の計画通り進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，引き続き長パルス条件（放電）を用いることで，より高精細な表面改質を実現させる。また，Ti合金などの電極工具を用いた連続放電加工によって，試料表面に対して堆積を行い，その機能性についても検証する。電極工具の回転数（相対速度）が，放電プラズマの滑り量へおよぼす影響を観察する。高速度カメラを用いることで，長パルス放電がプラズマの滑りへおよぼす状態を観察し，堆積-除去の境界を調査する。
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| Causes of Carryover |
旅費を別予算で賄ったため予定額より減少となった。このため，次年度使用額が生じることとなった。
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Research Products
(3 results)
