| 研究課題/領域番号 |
16K14440
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
真鍋 健一 首都大学東京, システムデザイン研究科, 客員教授 (10145667)
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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 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | マイクロ塑性加工 / チューブハイドロフォーミング / マイクロチューブ / 金型変形連成解析 / 型開き挙動 / 高圧繰返し負荷 / マイクロ成形性 / 材料流動促進 / マイクロチューブハイドロフォーミング / 金型変形連成FEM解析 / 高圧繰り返し負荷 / 枝管張出し成形 / 張出し成形高さ / 型開き・型閉じ変形 / 摩擦抵抗 / 成形不良 / 超高圧繰返し負荷 / 潤滑 / プロセスウインドウ / 逐次成形 / 成形限界 / 摩擦軽減 / 結晶粒径 / マイクロチューブフォーミング / 金型変形 / 変形挙動 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では金属マイクロ管の低い成形加工性の大幅な向上法として、高内圧負荷時の金型の型開き(弾性変形)を許容させる新発想から、摩擦・潤滑特性の改善と材料流動の促進を図り、成形性の大幅な向上を図る革新的な加工法の開発を目指した。その結果、摩擦抵抗の影響が顕著となる長いマイクロ管の十字成形において、高い内圧を負荷する成形中に金型の弾性変形を利用し型開きと型閉じを許容することによって、枝管部への材料流動が促進され大幅な成形性の向上と加工内圧の低減の可能性を示すことができた。その基礎研究では、これまで世界的にも成功例のない最小直径0.5mmのマイクロ管を用いた十字成形およびT成形に初めて成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
摩擦係数が増加するマイクロ加工領域で摩擦抵抗を低減させる方法として、金型の弾性応答を利用して型開きを許容し材料流動性を高め、型閉じ過程での摩擦抵抗の向きの変化による材料流動制御の可能性を示した本成果は意義深い。また型開きと型閉じを繰り返す逐次成形に向けた有益な成果である。さらに従来の巨視的均質有限要素法が、肉厚方向の結晶粒数が十分な材料であれば、マイクロ領域での適用可能性を示せたことは学術的に意義深い。社会的意義としては低侵襲医療が叫ばれ医療器具のさらなるマイクロ化が要求されている中、低コストで高機能性をもつ金属製医療器具のマイクロ加工や低侵襲性に効果的な部品開発に寄与する成果といえる。
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