2016 Fiscal Year Research-status Report
溶融金属積層と切削加工の複合加工を可能にするCAMおよび工程設計システムの開発
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16K17995
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
阿部 壮志 山梨大学, 総合研究部, 助教 (60756469)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 機械工作・生産工学 / アディティブ・マニュファクチャリング / アーク放電 / 精度 / CAM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大型機械部品や金型を迅速に造形可能なアーク放電・ワイヤ材料方式の積層技術である溶融金属積層法と切削加工を効果的に組み合わせた，積層造形・切削加工の複合加工を可能にするCAMおよび工程設計システムの開発を目的とする．
積層造形CAMの開発にあたり，まず造形形状の最小単位を定義した．その最小単位の組み合わせにより様々な目標形状の造形が可能となる．造形の最小単位のうち，特に1パスのビード上に鉛直にビードを形成する場合に着目し，造形条件が造形形状に与える影響を調査した．この造形を繰り返すことで，中空構造やリブ形状などを造形することができる．ビード上に鉛直にビードを形成する際の，ビード断面形状を2次元断面モデルを用いて予測し，連続的に2次元断面モデルをつなぎ合わせることで造形形状を予測するシミュレータを開発し，シミュレータの予測精度を検討した．造形形状シミュレータをCAMに実装することで，目標形状を精度良く造形するために適切な送り速度条件を出力することが可能になった．
今後は，ビードを平面上に形成する場合，ビードを隣接して造形する場合についても検討し，様々な目標形状へ対応可能なCAMの開発を行う．
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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
造形のための形状の最小単位を定義して場合分けを行い，その場合における最適な造形条件算出方法を，造形形状シミュレータを開発することにより実現した．造形形状シミュレータの精度を調査することで造形可能な精度に関してもある程度評価可能となった．CAMに実装することで目標形状に応じた最適な造形条件の算出する機能を付与することが可能となった．全ての場合について最適な造形条件の算出方法は確立されていないが，概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
積層造形CAMのアルゴリズムを一般化し，様々な目標形状に対応したCAMの開発を行う．特に，平板状に造形する場合，ビードを隣接して造形する場合について検討する．造形条件と造形形状の関係を明らかにし，モデル化することで目標形状を高精度に造形するための最適条件算出方法を確立する．その後，切削加工との組み合わせにより形状創成を行う場合を考慮して，素材形状の決定方法や切削加工により除去する場所，積層造形により付加する場所の決定方法について検討する．判断指標としては加工時間や材料消費量を用いる．
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