| 研究課題/領域番号 |
19K04114
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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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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 光産業創成大学院大学 |
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研究代表者 |
楠本 利行 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 助教 (60715051)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 焼結ダイヤモンド / エンドミル / 寿命 / フェムト秒超短パルスレーザー加工 / 油放電加工 / ラマン分光 / フェムト秒レーザー加工 / 切削工具 / フェムト秒超短パルスレーザー / レーザー加工 / 金属切削 / 超短パルスレーザー / フェムト秒 / 切削用刃物 / 工具 / 成型技術 / 焼結ダイヤモンド(PCD) |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイヤモンド焼結体(PCD)を用いた切削工具は、鉄を除く金属や樹脂加工で非常に利用されている。PCD切削工具の成型加工方法として、ワイヤ放電加工や砥石研削加工、レーザー加工などが利用されている。しかしながら、それぞれの加工において、加工時の熱影響などによるダイヤモンド変質層の厚さなど生成状況は異なっており、その変質層が工具寿命に与える影響は明らかになっていない。
そこで、PCD切削用工具における、ダイヤモンド層とグラファイトなど変質層の割合などの表面性状、および刃先丸みなどの外観形状と、工具寿命の相関を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
切削技術はものづくり技術として一般的に利用されており、その道具の一つである切削工具の寿命は生産性能と直結しているため、重要である。本研究では焼結ダイヤモンド(PCD)を用いた切削工具における工具寿命と刃先成形技術の依存性に関して研究した。刃先成形技術として油放電加工技術(EDM)とフェムト秒超短パルスレーザー加工技術(fsLaser)の2種類を選択した。
その結果、fsLaserで刃付けしたPCD刃物の方が、EDMで刃付けしたPCD刃物と比較して刃先丸みが大きくなる切削距離が長くなり、寿命が長くなることを定量的に明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PCD工具はダイヤモンド無垢材工具と比較して刃先成形が容易であり、超鋼工具と比較して工具寿命が長いことから、鉄以外の金属や樹脂などの切削加工用工具に利用されている。PCD工具の精密かつ微細工具成形方法として放電加工成形技術や超短パルスレーザー加工技術が使われるが、それぞれの成形加工機は一長一短があるため、用途に合わせて使い分ける必要が生じている。
本研究では、工具寿命と相関がある工具刃表面性状を評価するためのラマン分光計測技術の応用方法を確立したことに学術的意義がある。また、工具寿命は工場などにおける生産性に直接的に関係しているため、寿命の評価ができる技術を確立できたことは社会的意義がある。
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