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電流域を絞り込む電極を実装した電解液吸引工具による難加工材の走査電解加工の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18H01348
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

夏 恒  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40345335)

研究分担者 花崎 逸雄  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10446734)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード電解加工 / 難加工材 / 電流密度 / 不働態被膜 / 吸引工具
研究成果の概要

本研究では、従来の吸引工具に補助陽極を実装することにより、電流域を絞り込み、低電流密度域に触れる時間を短くし、材料の溶出を妨げるほどの不働態被膜が生じず難加工材の走査電解加工が実現できることを目的としている。目的達成のため、数値解析と加工実験により、提案工具の低電流密度領域の制限効果を検証した。また、チタン合金の走査電解加工における不働態被膜生成と材料溶出のモデル化を行い、電解液の存在領域および工具走査速度の影響を明らかにした。そのうえ、被膜生成時間を短く、かつ十分は加工時間を得るために、電解液の介在する領域を狭くする新しい工具を設計・製作し、加工実験によりチタン合金の均一な加工を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、①工具直下に電解液を留め絞込電極により工作物表面の電流域を絞り込み低電流密度域を格段に縮小する工具を開発し、②提案工具を利用して加工点が低電流密度に触れる時間を短縮することにより不働態被膜の発生を抑制して難加工材の走査電解加工を実現し、③難加工材の走査電解加工における不働態被膜生成と材料溶出のモデル化を行い、電解液存在領域と走査速度の影響を明らかにして体系化することが、学術的な特色と独創的な点である。また、走査電解加工法の確立は、産業界が求める難加工材の高精度と高生産性のニーズに答えることになり、新しい価値の創出につながる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Problems and Solutions in Scanning Electrochemical Machining of Titanium Alloys2020

    • 著者名/発表者名
      Hizume Saori, Natsu Wataru
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 95 ページ: 712-716

    • DOI

      10.1016/j.procir.2020.02.285

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of electrolyte flow mode on characteristics of electrochemical machining with electrolyte suction tool2019

    • 著者名/発表者名
      Guixian Liu, Yongjun Zhang, Wataru Natsu
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      巻: 142 ページ: 66-75

    • DOI

      10.1016/j.ijmachtools.2019.04.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Characteristics of electrochemical machining by using electrolyte suction tool with auxiliary anode2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Tabata, Shuhei Kodama, Wataru Natsu, Guanxian Liu
    • 学会等名
      euspen's 21st International Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チタン合金の電解加工において不働態被膜生成に与える電流密度と時間の影響2020

    • 著者名/発表者名
      日極さおり、夏 恒
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 走査電解加工における補助陽極効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      田畑嵩奎、夏 恒、小玉脩平
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会(2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Research on machining characteristics and tool wear in ECM with electrolyte suction tool with auxiliary anode2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Tabata, Wataru Natsu, Guanxian Liu
    • 学会等名
      3rd World Congress on Micro and Nano Manufacturing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 補助陽極による電流域を制限する電解液吸引工具を用いた電解加工の特性2019

    • 著者名/発表者名
      田畑嵩奎、夏 恒
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チタン合金における不働態被膜の生成が電解加工特性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      日極さおり、夏 恒
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チタン合金の電解加工における吸引工具の補助陽極の効果2019

    • 著者名/発表者名
      田畑嵩奎、夏 恒
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電解作用により生成された不働態被膜が電解加工に与える影響について2019

    • 著者名/発表者名
      日極さおり、夏 恒
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チタン合金の電解加工における被膜生成に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      日極さおり、夏 恒、後藤昭弘
    • 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] 電解加工用吸引工具における電解液流れ方向の影響2019

    • 著者名/発表者名
      杉山智映、夏 恒
    • 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] Characteristics Investigation of ECM with Electrolyte Suction Tool with Built-in Auxiliary Anode for Narrowing Current Area2018

    • 著者名/発表者名
      Guixian Liu, Saori HIZUME, Wataru Natsu
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of suction pressure and flow direction on ECM characteristics with suction tool2018

    • 著者名/発表者名
      Guixian Liu, Wataru Natsu
    • 学会等名
      17th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 補助陽極による電流域を制限する電解液吸引工具を用いた電解加工の特性2018

    • 著者名/発表者名
      田畑嵩奎、劉桂賢、夏 恒
    • 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] 電解液吸引工具を用いた電解加工における補助陽極の効果について2018

    • 著者名/発表者名
      田畑 嵩奎、夏 恒、劉桂賢
    • 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
  • [備考] 東京農工大学夏研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~natsulab/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学 大学院工学研究院先端機械システム部門 夏研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~natsulab/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学 大学院工学研究院先端機械システム部門 夏研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~natsulab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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