2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of micro printing for metal surface using soft material
| Project/Area Number |
19K04131
|
|---|
| Research Institution | Meijo University |
|---|
Principal Investigator |
吉川 泰晴 名城大学, 理工学部, 准教授 (20550544)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 転写 / 凹凸 / 軟質工具 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
金属への新しい凹凸転写技術として，金型に凹凸パターンを成形するのではなく，紙や樹脂フィルムに転写パターンをレーザープリンター等で印刷したものを工具とし，これを金属材料と重ねて加圧する方法を開発した．この方法は印刷部と非印刷部の段差を利用して工具に凹凸を成形する．本研究は軟質材料を工具として金属材料表面に凹凸を転写するメカニズムを明らかにすることを目的として実施した．
軟質工具の基材には普通紙，ケント紙，コート紙２種，ポリエチレンテレフタレート（PET）フィルムの5種類を検討し，厚さ１mm，直径12～36mmのA1050-O材とA1050-H24材の円板に対して凹凸転写実験を行った．また，試験片と平板金型間に潤滑剤を導入して材料流動の転写への影響を調べた．さらに厚さの異なるPETフィルムを用いた実験を行い，転写メカニズムの検証を行った．
紙，PETフィルム，いずれの軟質基材を用いても転写が可能であったが，視認性については差が見られ，検討した中ではPETフィルムが最も明瞭に凹凸が成形された．また，軟らかいA1050-O材の方が硬いA1050-H24材よりも低い圧力で転写でき，成形された溝形状の均一性も高いことが明らかになった．硬い材料であっても，試験片と平板金型の間の摩擦係数を下げることで全面的な転写が可能となった．これらの結果から，凹凸を転写するためには金属材料の流動が必要であることが知見として得られた．実験および有限要素解析の結果から，摩擦と形状（D/t）により軟質工具が金型と被加工材の間で閉じ込められ，軟質工具よりも先に被加工材の金属材料が変形するため凹凸が転写可能となることが明らかになった．
|
