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発泡スチロールの多軸制御熱線加工による3Dデジタルプロトタイピング機の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15360067
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

斎藤 義夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00108218)

研究分担者 田中 智久  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70334513)
AKBARI Javad  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (20334542)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2004年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2003年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワード発砲スチロール / 多軸制御 / プロトタイピング / 熱線加工 / 熱溶解 / 熱分解 / 発泡スチロール
研究概要

6軸多関節ロボットに回転2軸のテーブルを組み合わせた、多軸制御の3Dデジタル熱線加工機を用いて発泡スチロールの3Dデジタルプロトタイピングの実現を試みた。その結果、下記のように数多くの成果を上げることができた。
(1)3Dデジタルプロトタイピングに適した三次元形状データの生成、及びそのロボット移動経路への変換方法の確立:
自由曲面情報は、具体的な数値データとしては存在していないことから、三次元形状情報からロボットの加工経路を自動生成するシステムの開発を試み、新しい知見を得た。
(2)3Dデジタルプロトタイピング機の機械的特性の把握とその超高速制御方法の確立、及び発砲スチロールの加工精度と運動精度の関連の究明:
発泡スチロールに適した構造として軽量の加工機を構成できるので、これを高速で多自由度の空間移動を制御する方法について検討を行い、試作加工機の制御に適用し、実用的な成果を得た。
(3)発泡スチロールの加工メカニズムの解明と超高速加工を実現する加工条件の選定、及び発泡スチロールの加工に適した熱線形状と加工形態の決定:
熱線と発泡スチロールの温度状態を数値解析により求め、熱溶解、熱分解現象の発生状態をシミュレーションし、最適な加工条件を明らかにした。
以上の成果を総合し、8軸制御曲面加工システムの構築を行うとともに、そのプログラミング方法として新しい経路決定手法を提案し、有効性を実証した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2003 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] 8軸制御局面加工システムの構築とそのプログラミング2005

    • 著者名/発表者名
      杉恵貴史, 田中智久, 斎藤義夫
    • 雑誌名

      2005年度 精密工学会 春季大会 学術講演会 講演論文集

      ページ: 939-940

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction of 8 Axes Controlled Machining System for Free Form Surface and it's Programming.2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sugie, Tomohisa Tanaka, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      Proceeding of Spring Annual Meeting meeting of Japan Society for Precision Engineering

      ページ: 939-940

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 8軸制御曲面加工システムの構築とそのプログラミング2005

    • 著者名/発表者名
      杉恵貴史, 田中智久, 斎藤義夫
    • 雑誌名

      2005年度 精密工学会 春季大会学 術講演会 講演論文集

      ページ: 939-940

    • NAID

      130004657716

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Approximation of Free-Formed Surface for NC Machining2003

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sugie, Tomohisa Tanaka, Javad Akbari, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century

      ページ: 457-460

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approximation of Free-Formed Surface for NC Machining.2003

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sugie, Tomohisa Tanaka, Javad Akbari, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century

      ページ: 457-460

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approximation of Free-Formed Surface for NC Machining2003

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sugie, Tomohisa Tanaka, Javad Akbari, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      International Conference on Leading Edge Manufacturing, in 21st Century

      ページ: 457-460

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Sugie, Tomohisa Tanaka, Javad Akbari, Yoshio Saito: "An Approximation of Free-Formed Surface for NC Machining"International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century. 457-460 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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