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トライボロジー的課題解決手法を駆使した難削材の高性能複合ニアドライ加工

研究課題

研究課題/領域番号 17K06122
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 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関香川大学

研究代表者

若林 利明  香川大学, 創造工学部, 教授 (00294736)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
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)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード環境対応 / トライボロジー / ニアドライ加工 / 難削材
研究成果の概要

チタン合金を対象にしたニアドライ加工において、オイルミストのみ供給するMQL加工、水溶性切削油剤のミストのみ供給するクーラントミスト(CM)加工、MQLとCMを組み合わせた複合ミスト(HM)加工、乾式(DRY)加工、油剤を大量に使用する湿式(WET)加工について実用切削性能を評価した結果、連続切削についてはCM加工が従来の湿式加工と同等の切削性能を示すことを見出した。一方、断続切削においては、むしろ冷却効果に劣るMQL加工の方が工具寿命をより延長できることを究明した。さらに、新たな加工油剤用添加剤として取り上げた環境にやさしい液状ラノリンによって、工具寿命が大幅に延長できることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

難削材の代表であるチタン合金を対象にしたニアドライ加工において、切削性能に優れる油剤とその組み合わせを確定するとともに、これらの加工に最適な複合ニアドライシステムが提案できた。本研究を通して、①油剤として有効な合成系含酸素化合物の構造、②高性能な化合物の組み合わせ、③水溶性クーラントを併用した最適な供給法などが明らかとなり、MQL方式と複合化させた難削材の高性能ニアドライ加工が提案された。これらの成果は、低炭素社会の実現に合致した、エコマシニングによる環境に優しいシステムの構築に有益で、その成果を広く国内外に公表し、日本ばかりか世界レベルで見た社会的貢献も極めて大きいと判断される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Investigation on Action Mechanism of Lubricants Based on Their Adsorption Behavior in Near-dry Machining of Titanium Alloy2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Wakabayashi, Hiroya Isozaki, Yusuke Mimura, Toshifumi Atsuta, Yasuharu Matsushima
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2019)

      巻: November

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turning of Titanium Alloy Using Near-Dry Methods with MQL, Coolant Mist and Hybrid Mist Supplies2017

    • 著者名/発表者名
      WAKABAYASHI Toshiaki, YAMADA Keisuk, KOIKE Shota, ATSUTA Toshifumi
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 749 ページ: 110-117

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.749.101

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The Importance of Tribology in Environmentally Friendly Machining2019

    • 著者名/発表者名
      若林利明
    • 学会等名
      The 10th Advanced Forum on Tribology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニアドライ方式を用いたチタン合金の旋削加工 -液状ラノリンの効果-2019

    • 著者名/発表者名
      三村悠祐・磯崎紘哉・若林利明・熱田俊文・松島康晴
    • 学会等名
      2019年度精密工学会九州支部・中国四国支部佐世保地方講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tribological Action and Cutting Performance of Lubricants in MQL Machining2018

    • 著者名/発表者名
      若林利明
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Tribology Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] チタン合金のニアドライ加工に対するクーラントミストの効果2018

    • 著者名/発表者名
      若林利明・熱田俊文・松島康晴
    • 学会等名
      日本機械学会 第12回生産加工・工作機械部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チタン合金のMQL加工における油剤の作用メカニズム -金属新生面への吸着挙動による検討-2018

    • 著者名/発表者名
      磯﨑紘哉・小池将太・若林利明・熱田俊文
    • 学会等名
      2018年度精密工学会中国四支部香川地方学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属新生面への吸着挙動に基づいたチタン合金のMQL加工における油剤作用メカニズムの検討2018

    • 著者名/発表者名
      磯﨑紘哉・小池将太・若林利明・熱田俊文
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会 トライボロジー会議2018 秋 伊勢
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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