Development of High Quality Cutting technique for CFRP by Controlling Tool Wear Using Discharge-Assisted Brush Effect.

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K06088
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: 田中 秀岳 上智大学, 理工学部, 准教授 (10422651)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: CFRTS / 放電加工 / 機能性樹脂 / 切削加工 / 工具摩耗 / バリ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では通電，放電現象による工具摩耗の低減に効果的な加工方法の追求と，残存繊維の抑制が可能であるかを検討した．
放電回路を用いて放電実験を行う際に発火してしまうのを防ぐために窒素を使用したが，窒素を使用して放電実験を続けるのは困難である．そのため流水雰囲気での放電実験を行った．放電距離は約3μmに設定し，複数回実験を行った．結果としては複数回試したのにもかかわらず，放電に成功することはなかった．理由としては放電距離を調整した後に精製水を流しているため，流水の力によって放電距離がわずかに変化してしまっている可能性が考えられた．
CFRTSの棒材を既存の形彫り放電加工機を用いて加工した場合，工具刃先の形状が転写されながら加工されるのかの検証に加え，放電距離の確認を行った．オークマ株式会社の形彫り放電加工機(ED-S302)のテーブルに万力を用いてCFRTSの棒材を固定し，加工ヘッドに工具を固定した．この状態で棒材と工具が油の中に浸され，1時間ほど加工したが半分ほどまでしか加工が進まなかった．条件が適切ではなかったのにもかかわらず，特に炭素繊維の毛羽立ちなどもなく比較的きれいに工具先端の形状が転写されていた．したがって，放電現象を用いて工具の刃先の形状通りに加工を行うことが可能であることが判明した．放電距離に関しては，今回使用した形彫り放電加工機は放電距離を上下させながら微調整し，放電が起きる最適な距離を保ち続けている．その距離は約10マイクロメートル以内の範囲で微調整していたため今回の条件では最適な放電距離は10マイクロメートル以内であることが分かった．本研究では，旋盤に放電加工装置を組み込み放電と旋削加工を組み合わせることが最終的な目的であるので，旋盤でうまく放電させるためには放電距離を常に微調整させる機構が必要であるということが判明した．