2018 Fiscal Year Research-status Report
Create micro patterned texture on three dimensional curved surface by ultrasonic milling
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18K03889
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology |
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Principal Investigator |
原 圭祐 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30515812)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 規則テクスチャ創生 / ３次元曲面 / バリレス加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，超音波ミーリングにより，３次元曲面への規則テクスチャ生成と被削性の改善とを両立した，付加価値のある加工技術を構築することを目的とする．初年度である平成３０年度は，既存の超音波スピンドルを搭載した，卓上超音波ミーリング加工装置の構築を行った．また，これを用いた超音波ミーリングの試験を行った．
超音波ミーリング加工装置は，先述のように超音波スピンドルを，３軸位置決め機構に搭載し，これをプログラムにより動作させる構造である．現在は，ステッピングモータを汎用の制御ボードで動作させる構造としている．
今回は，本格的な規則テクスチャ生成を試みる前に，試験装置の評価並びに被削性改善の確認を目的に，難削材であるコバルト合金の側面切削試験を行った．切削実験は，超音波スピンドルに市販の超硬合金製のスクエアエンドミルを取り付けて行い，被削性の改善は，工具損傷の程度と切削面に残されるバリの高さで評価を行った．試験の結果，ミーリング加工による工具損傷は認められなかった．超音波振動の有無で切削試験した面のバリ高さを評価したところ，切削面の縁に生じるバリの減少を認めた．また，切削面を顕微鏡観察した結果，超音波切削面にはわずかではあるが超音波振動で生じたと考えられる規則テクスチャらしき模様が確認できた．しかし，構成刃先付着の影響が大きく，満足なテクスチャ面を得られなかった．
今後は，加工機の制御方式を改善し，まずは傾斜面への任意形状の規則テクスチャを創生できるように改善を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初，初年度までに加工機の制御系までを完成させ，CAMソフトで生成したプログラムを用いた３次元曲面切削の実現を目標としていたが，年度終了時点で達成できていない．しかし，切削試験装置自体は完成し，簡単ではあるが，ミーリングを実現できていることから，「やや遅れている」との判断とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
まず，加工機の制御系の構築を最優先課題として進める．具体的には，汎用の制御システムである，NI DAQとLabVIEWを用いた方法を考えている．この方式ならば，超音波振動の信号を取得し，それをもとに，規則テクスチャ生成パラメータを融合した制御を実現できると考えている．それが難しい場合は，市販のNCサーボ制御システムを導入，規則テクスチャパラメータを考慮してCAMでプログラムを生成する方法をとりたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
加工機の製作については，同時期に類似研究の取り組みがあり，それと設備(３次元超音波ミーリング加工装置)を共有したため，その分の予算を執行しなかったことが大きく影響している．代わりに，加工試験の状態を評価するための振動レコーダと，追加で必要となった位置決め装置とそのケーブルを別に用意した．
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