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2014 Fiscal Year Annual Research Report

摩擦を用いた表裏面同時金型フリー加工法の開発

Research Project

Project/Area Number 25289261
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

大津 雅亮  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20304032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉村 英徳  香川大学, 工学部, 准教授 (30314412)
村中 貴幸  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50311022)
松本 良  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50362645)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsインクリメンタルフォーミング / アルミニウム合金板
Outline of Annual Research Achievements

平成25年度に開発した表裏同時に摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングが可能な加工機は剛性が低く加工精度は十分でなかった.そのため剛性強化の改良を行い,加工精度を許容範囲まで高めた.しかしながら当初計画の厚さが1mmを超える板材の成形は難しかった.
片面加工で成形可能な形状について,片面加工と表裏同時加工でそれぞれ成形したときの,成形加工条件や成形限界,形状精度について比較した.成形限界は変らなかったが,表裏同時加工の方が成形可能条件は広くなった.成形精度は最大誤差が両面同時加工では片面加工の約1/4となって劇的に向上した.
また,凹凸の両方を含む形状は片面加工では一方の形状を成形した後に板を裏返して加工する必要があり,両面同時加工では一度に加工が可能である.この凹凸形状について片面加工と両面同時加工を行い,成形時間と成形精度について比較を行った.成形時間は両面同時加工の方が片面加工の半分以下となり大幅に加工時間を短縮することができた.成形精度も最大誤差が両面同時加工の場合は片面加工に比べて60%程度となり大幅な精度向上となった.
当初計画では次年度に予定していた鋼板の成形を行ったが,うまく加工が出来なかった.これは加工時に加熱されて青熱脆性が発現したためと考えられる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

加工機の剛性不足で当初計画よりも小さな厚さの板しか加工できないものの,それ以外の項目は順調に計画通りに進行しており,また次年度に予定していた鋼板の成形を行って先行している項目もあるため.

Strategy for Future Research Activity

アルミニウム合金以外にもマグネシウム合金やチタン合金,鋼板の加工を行う.それぞれの材質においてもコンピュータシミュレーション,加工条件探索,加工精度評価,材料試験,金属組織観察を行う.そして平成25年度,26年度の結果と併せて総合的に考察して加工メカニズムを解明する.

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Fabrication of Skin Layer on Aluminum Foam Surface by Friction Stir Incremental Forming and its Mechanical Properties2015

    • Author(s)
      Ryo Matsumoto, Hiroyuki Tsuruoka, Masaaki Otsub Hiroshi Utsunomiya
    • Journal Title

      Journal of Materials Processing Technology

      Volume: 218 Pages: 23-31

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2014.11.030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Nonporous Layer on Surface of ALPORAS by FrictionStir Incremental Forming2014

    • Author(s)
      R. Matsumoto, H. Tsuruoka, M. Otsu and H. Utsunomiya
    • Journal Title

      Procedia Material Science

      Volume: 4 Pages: 229-233

    • DOI

      10.1016/j.mspro.2014.07.612

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Difference of Tool Rotation Direction on Forming Limit in Friction Stir Incremental Forming2014

    • Author(s)
      Masaaki Otsu, Yosuke Katayama, Takayuki Muranaka
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 622-623 Pages: 390-397

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.622-623.390

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Friction Stir Incremental Forming of A2017 Aluminum Sheets2014

    • Author(s)
      Masaaki Otsu, Mitsuteru Yasunaga, Mitsuhiro Matsuda, Kazuki Takashima
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 81 Pages: 2318-2323

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2014.10.327

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングを用いた表裏同時加工による凹凸形状成形2015

    • Author(s)
      大津雅亮, 永井駿哉, 村中貴幸, 吉村英徳, 松本良
    • Organizer
      日本塑性加工学会北陸支部第23回講演会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-09
  • [Presentation] 多段摩擦攪拌インクリメンタルフォーミング法の開発2015

    • Author(s)
      大津雅亮, 小川拓郎, 村中貴幸, 吉村英徳, 松本良
    • Organizer
      日本塑性加工学会北陸支部第23回講演会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-09
  • [Presentation] 金型を用いた摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによる凹凸形状加工2015

    • Author(s)
      大津雅亮, 孫楽, 村中貴幸, 吉村英徳, 松本良
    • Organizer
      日本塑性加工学会北陸支部第23回講演会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-09
  • [Presentation] Friction Stir Incremental Forming of A2017 Aluminum Sheets2014

    • Author(s)
      Masaaki Otsu, Mitsuteru Yasunaga, Mitsuhiro Matsuda, Kazuki Takashima
    • Organizer
      ICTP2014
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-10-19 – 2014-10-24
  • [Presentation] 摩擦撹拌インクリメンタルフォーミングプロセスの有限要素解析2014

    • Author(s)
      大津雅亮, 片山陽介, 加尾卓也, 村中貴幸, 松本良
    • Organizer
      第65回塑性加工連合講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
  • [Presentation] 摩擦撹拌インクリメンタルフォーミングにおける工具径が成形性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      大津雅亮, 瀬戸晶大, 片山陽介, 松本良, 村中貴幸
    • Organizer
      第65回塑性加工連合講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
  • [Presentation] Effect of Difference of Tool Rotation Direction on Forming Limit in Friction Stir Incremental Forming2014

    • Author(s)
      Masaaki Otsu, Yosuke Katayama, Takayuki Muranaka
    • Organizer
      Metal Forming 2014
    • Place of Presentation
      パレルモ大学(イタリア)
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [Presentation] 摩擦撹拌インクリメンタルフォーミング法における工具径が成形性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      大津雅亮, 瀬戸晶大, 片山陽介, 松本良, 村中貴幸
    • Organizer
      日本機械学会2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [Presentation] Finite Element Analyses of Conventional Single Point Incremental Forming and Friction Stir Incremental Forming of Aluminum Alloy Sheets2014

    • Author(s)
      Masaaki Otsu, Yosuke Katayama, Takayuki Muranaka, Ryo Matsumoto
    • Organizer
      ICM&P2014
    • Place of Presentation
      Cobo Center (米国、デトロイト)
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13

URL: 

Published: 2016-06-01  

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