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放電現象を利用した金属3D造形法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06794
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関筑波技術大学

研究代表者

谷 貴幸  筑波技術大学, 産業技術学部, 教授 (80279554)

研究協力者 毛利 尚武  
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード放電加工 / 3Dプリンター / 細線電極 / 金属造形 / 機械工作・生産工学 / 金属生産工学 / 特殊加工
研究成果の概要

本研究では,安価な金属3Dプリンターを開発することを目的として,細線電極への放電によって溶融した金属を堆積させる手法を提案した。放電による細線の溶融領域を限定させるために,2ヶ所への同時放電が可能な装置を構成した。この結果,任意の量の金属を溶融させることが可能となり,これを基材上へ堆積させることに成功した。また,薄肉のパイプ電極を用いた放電加工法によっても,金属材料を堆積させることが可能であることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,粉末床溶融結合,結合剤噴射とった高出力レーザーと金属粉末との組み合わせによる金属材料の積層方法の研究開発が盛んに行われている。しかし,これらの方法は,装置も大型で価格も非常に高い。本方法では,スイッチング回路を用いた放電によってのみ任意の量の金属を溶融させており,安価な金属3Dプリンターとなる可能性がある。また,タングステンといった高融点材料でも適用できることから,ターゲットとする材料の範囲も広く,3Dプリンターの新しい基本機構となる可能性がある。

報告書

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

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Some Effects on EDM Characteristics by Assisted Ultrasonic Vibration of the Tool Electrode2018

    • 著者名/発表者名
      Atsutoshi Hirao, Takayuki Tani, Hiromitsu Gotoh
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP

      巻: 68 ページ: 76-80

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation of Material Removal Process by Single Discharge in Air Gap2018

    • 著者名/発表者名
      Tani Takayuki, Yoshiki TSUJITA, Hiromitsu GOTOH, Masaaki OKADA, Naotake MOHRI
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP

      巻: 68 ページ: 276-279

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rivet Fastening Process for Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics (CFRTP) under Ultrasonic Vibration2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu GOTOH, Tani Takayuki, Naotake MOHRI
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP

      巻: 68 ページ: 456-459

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気中単発放電における材料除去過程の観察2018

    • 著者名/発表者名
      谷貴幸,辻田容希,後藤啓光,毛利尚武
    • 雑誌名

      気加工学会誌

      巻: 52 ページ: 31-37

    • NAID

      130007618106

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気中単発放電における材料除去過程の観察2018

    • 著者名/発表者名
      谷 貴幸,辻田容希,後藤啓光,毛利尚武
    • 雑誌名

      電気加工学会誌

      巻: 52 ページ: 31-37

    • NAID

      130007618106

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simmultaneous machining of polygonal microelectrode and microholes using tandem EDM mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tani, H.Gotoh, A.Hirao, N. Mohri
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP Annals-Manufacturing Technology

      巻: 42 ページ: 521-525

    • DOI

      10.1016/j.procir.2016.02.244

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stady of deposition machining using electrical discharge with reciprocating rotation in air gap2016

    • 著者名/発表者名
      Atsutoshi Hirao, Takayuki Tani, Hiromitsu Gotoh, Shojyu Aoshima, Naotake Mohri
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Machining

      巻: 21 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放電加工におけるプラズマの滑り現象が表面改質に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      野口敬祐
    • 学会等名
      2018年度精密工学会北信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単パルス放電のプラズマ滑り現象が表面に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      平尾篤利
    • 学会等名
      第12回生産加工・工作機械部門講演会講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放電加工における材料除去およびカーボン付着メカニズムの一考察2018

    • 著者名/発表者名
      谷貴幸
    • 学会等名
      第12回生産加工・工作機械部門講演会講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放電加工におけるカーボン付着メニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      谷貴幸
    • 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] Observation of Material Removal Process by Single Discharge in Air Gap2018

    • 著者名/発表者名
      Tani Takayuki
    • 学会等名
      19th edition of ISEM 2018 (the Conference on Electro Physical and Chemical Machining)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放電加工法における高速回転電極が表面におよぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      堅田梨紗,平尾篤利,谷貴幸
    • 学会等名
      精密工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 複合加工法を用いた細穴加工の試み2017

    • 著者名/発表者名
      平尾篤利,谷貴幸
    • 学会等名
      精密工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 気中単発放電における材料除去過程の観察2017

    • 著者名/発表者名
      谷貴幸,辻田容希,後藤啓光,毛利尚武
    • 学会等名
      電気加工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 単発放電による材料除去過程の観察2016

    • 著者名/発表者名
      辻田容季,谷貴幸,後藤啓光,毛利尚武
    • 学会等名
      電気加工学会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速回転工具を用いた高アスペクト比の微小径穴加工2016

    • 著者名/発表者名
      平尾篤利,谷貴幸,毛利尚武
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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