| 研究課題/領域番号 |
16K06019
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生産工学・加工学
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| 研究機関 | 日本工業大学 |
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研究代表者 |
安原 鋭幸 日本工業大学, 先進工学部, 教授 (70282829)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 炭素繊維強化プラスチック / 高周波誘導加熱 / 立体成形 / 逐次成形 / 穴開け加工 / 熱可塑性プラスチック / 炭素繊維 / 弾性回復 / 形状予測 / CFRTP / 炭素繊維強化熱可塑性プラスチック / 穴あけ加工 / 炭素繊維の切断 / 炭素繊維強化複合材料 / レーザー加熱 / 加工 |
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| 研究成果の概要 |
CFRTPシートの加工において、金属との接合、立体成形、穴開けについて高周波誘導加熱を援用させることで実験を行った。接合では、アルミニウム表面にアンカーを加工して、加熱しながら圧着するという方法で、表面が荒れることなく、接着剤とほぼ同程度の接合強度が得られることがわかった。立体成形においては逐次成形の要領でハット型形状の成形を行った。弾性回復量が顕著であるが、面内せん断試験を行うことで、回復量の予測を行った。高温で低速かつ長時間の保持の条件になるほど，変形時の荷重と除荷時の回復率は減少する傾向になった．穴開け加工は針によって穴を広げるように加工した結果、切削加工よりも強度が高いことがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）を非接触で加熱し、アルミニウム板の接合、金型や真空装置などを用いない３次元形状加工、繊維を切断することなく穴開け加工を行うことを提案した。
アルミニウム板の接合においては、表面性状を維持しながら、接着剤と同程度の接合力を得られ、再加熱することにより簡単に採りはずしできるなどこれまでにないリサイクル特性を有している。金型を用いない立体成形においては、CFRTPシートの弾性回復を考慮した変形モデルを提示した。穴開け加工においては、炭素繊維にダメージを与えない加工法を提案し、穴の強度が炭素繊維専用のドリルで加工したものより高いことを示した。
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