ハイブリッド金型による高機能高付加価値成形品の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560108
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 坂本 英俊 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 助教授 (10153917)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 峠 睦 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (00107731) ; 大渕 慶文 熊本大学, 工学部, 助教授 (10176993) ; 高橋 孝誠 熊本県工業技術センター, 生産技術部長 (50426566)
• Keywords: セラミックス金型 / 高機能樹脂 / 射出成形 / レーザー加工 / 高精度3次元加工

Research Abstract

1.セラミックスの高精度三次元加工技術の確立
Nd-YAGレーザ(波長1,064nm、パルス1〜40kHz、平均出力100W)により、ハイブリッド金型に使用するセラミックス(ZrO_2)の彫り込みについて検討した。加工方法は等高線加工とし、1回当たりのスライス量は1〜5μm(平均2μm)で、送り速度は200mm/secで行った。
四角枠及び半球状の形状加工を行った結果、四角形状では、表面粗さ(送り方向0.7Rz、直角方向0.5Rz)、半球状では、球に直角方向で表面粗さ(1.5〜2.0Rz)の結果を得た。ハイブリッド金型を使用する場合においては、転写性が良いことから表面粗さはRz:0.1μ以下程度が要求されるが、レーザ加工においては0.5Rzが限界であり、仕上げ加工までは対応できないことがわかった。今後、最終仕上げ工程を別な方法で行うと共に、実際の金型を製作し成形性、摩耗、耐久性等についての研究を行う。
2,セラミック表面の高精度仕上げ研磨技術の確立
ラップ,ガラスブラスト,ダイヤモンドペーストを利用した表面処理・研磨加工を実施し,3次元形状加工品の精密研磨試験により脆性材料であるセラミックス材の高能率加工技術について検討を行った.ラップ,ダイヤモンドペーストが加工表面精度としては良好であるが,形状によって自動化の困難であり,その解決が19年度の課題である.
3,CAE解析による成型条件・金型設計の最適化
セラミックス金型・金属金型の表面摩擦および熱伝導性の違いによる成型状態の違いを,セラミックス金型(キャビ・コア),セラミックス金型(キャビ)/金属金型(コア),金属金型(キャビ・コア)の組み合わせにより解析を実施しその影響について検討した.今後,実験による成型品との対応を詳細に検討し,最適成型条件,最適金型形状の検討を行う.