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大面積パルス電子ビーム表面仕上げ法の高性能化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04248
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
研究機関岡山大学

研究代表者

岡田 晃  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60263612)

研究分担者 岡本 康寛  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40304331)
篠永 東吾  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (60748507)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード電子ビーム / 金型 / 表面仕上げ / 熱伝導解析 / 穴底面 / 穴底面仕上げ / エッジ処理 / 電子軌道
研究成果の概要

大面積パルス電子ビーム照射により金型の高能率表面仕上げの高性能化を目的とし,まず,電磁場解析および熱伝導解析による凸部形状変化現象を解明した.そして,その現象を利用した微細バリ取りを検討し,放電加工やレーザ加工によって生じる熱加工ばりを効率的に除去できることを明らかにした.また,磁場制御による電子ビーム軌跡変化についても検討を行い,それを利用して穴底面の平滑化に取り組んだ.その結果,適切に磁場を制御することで穴底面の平滑化にも成功した.さらに,工作物の磁性や熱物性値が表面平滑化へ及ぼす影響についても検討を加えた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

大面積電子ビーム表面仕上げ技術は,すでに単純形状の金型や金属部品の表面仕上げに一部実用されており,高能率表面仕上げ技術としての応用拡大が期待される.しかし,複雑形状や深穴底面の一括仕上げはこれまで困難であり,また,鉄鋼材料以外の表面平滑化特性は不明であった.本研究遂行によって,凸部へのビーム集中現象,磁場によるビーム制御の可能性,材料特性による表面平滑化特性の違いが解明されたことで本加工法の高性能化が実現できた.特に微細バリ取りや穴底仕上げの実用技術が確立できたことは,本加工法の応用拡大による金型や部品製造全体の高能率化・低コスト化に貢献できるものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Nottingham(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Nottingham(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Adam Clare, University of Nottingham(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on Variation of Burr Height in Micro-deburring with Large-area Electron Beam2018

    • 著者名/発表者名
      Togo Shinonaga, Tsubasa Sakai, Yasuaki Kimura, Akira Okada
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Machining

      巻: 23 ページ: 45-50

    • NAID

      130007785651

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Material Property on Thickness of Modified Layer Generated by Large-area Electron Beam2018

    • 著者名/発表者名
      Shinonaga Togo、Kimura Yasuaki、Sakai Tsubasa、Okada Akira
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 68 ページ: 178-183

    • DOI

      10.1016/j.procir.2017.12.043

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic fixtures for enhancement of smoothing effect by electron beam melting2018

    • 著者名/発表者名
      Shinonaga Togo, Okada Akira, Liu Hao, Kimura Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology

      巻: 254 ページ: 229-237

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2017.11.024

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Clarification of Large-area EB Irradiation Phenomenon by Electron Track Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kimura, Togo Shinonaga, Akira Okada
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 749 ページ: 118-123

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.749.118

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大面積パルス電子ビーム照射による高能率表面仕上げ技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 晃
    • 雑誌名

      電気加工学会誌

      巻: 51 ページ: 141-146

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Prediction of rounding phenomenon at corner tips in large-area electron beam irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Togo Shinonaga, Akira Okada, Tomoaki Miyoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      巻: 110 ページ: 18-26

    • DOI

      10.1016/j.ijmachtools.2016.08.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ジルコニアの大面積電子ビーム照射における温度場が耐摩耗性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      篠永東吾,Izam Izzuddin,岡田晃,木村充宏
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射における工作物表面温度分布の解明2018

    • 著者名/発表者名
      酒井翼,木村恭彰,篠永東吾,岡田晃
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第56期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射によるジルコニアの耐摩耗性向上2018

    • 著者名/発表者名
      篠永東吾,木村充宏,岡田晃,井上基弘
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射法を用いた金属AM造形物の表面欠陥修復2018

    • 著者名/発表者名
      篠永東吾,山口篤,渡邊泰生,木村充宏,岡田晃
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射における工作物表面温度分布の解明2018

    • 著者名/発表者名
      酒井 翼, 木村 恭彰, 篠永 東吾, 岡田 晃
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第56期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射法における磁場によるビーム制御の基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      木村充宏, 篠永東吾, 岡田晃, 井上基弘
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第55期総会・講演会
    • 発表場所
      広島市,日本
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射における凸形状変化の数値解析的予測に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      木村恭彰,酒井 翼,篠永東吾,岡田 晃
    • 学会等名
      2017年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Expansion of Smoothed Area on Hole Bottom Surface by Setting Magnetic Block in Large-area Electron Beam Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Togo Shinonaga, Mitsuhiro Kimura, Akira Okada
    • 学会等名
      9th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大面積パルス電子ビーム照射による金型の表面仕上げ2017

    • 著者名/発表者名
      岡田 晃,篠永東吾
    • 学会等名
      2017年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大面積電子ビーム照射法におけるビーム誘導による穴底面平滑化の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      木村充宏,篠永東吾,岡田 晃,井上基弘
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会(2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Study on Clarification of Large-are EB Irradiation Phenomenon by Electron Track Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kimura, Togo Shinonaga, Akira Okada
    • 学会等名
      2nd International Conference on Machining, Materials and Mechanical Technologies
    • 発表場所
      Matsue, Japan
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-10  

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