| 研究課題/領域番号 |
19K04116
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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 | 龍谷大学 |
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研究代表者 |
小川 圭二 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (80405232)
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| 研究分担者 |
田邉 裕貴 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (00275174)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | レーザ / 空間強度分布 / 焼入れ / 硬度分布 / 高精度 / 機械工作・生産工学 / 精密部品加工 / 材料加工・処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
隅角部に所定深さ以上の硬化領域を形成するために、熱シミュレーションを用いて、隅角部形状及び寸法に応じた適正なレーザ照射法を迅速に導出するシステムを開発する。さらに、そのために、小スポットレーザをガルバノミラーにより超高速重畳スキャンすることで、疑似的に任意の空間強度分布を有するレーザビームを成形し、これを熱源とする新しいレーザ焼入れ技術を確立する。そして、本技術の環境負荷低減効果を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
レーザ焼入れは、必要箇所のみを硬化させることが可能で、強度向上はもちろん、ひずみレス、クリーンな作業環境も実現できるため、産業界で急速に利用が進んでいる注目技術である。本研究課題では、隅角部（凹部と凸部）を有する鉄鋼材部品を対象とし、多種多様な隅角部に応じて適切に硬化領域を形成するためのレーザ焼入れ技術の確立に向けて、実験と解析の両面から取り組んだ。その結果、凹部と凸部の熱容量の違いにもとづく工作物表面付近温度の時間変化を解析的に予測し、これに基づいて適正なレーザ照射条件を設定する手法を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザ焼入れ時の現象について、非定常熱伝導解析によるレーザ照射後の工作物表面付近の温度履歴に基づいて金属組織の変化を予測したことに学術的意義がある。そして、この知見を応用することで、部品形状および寸法に応じた適切かつ迅速なレーザ照射条件設定が実現され、これまで試行錯誤的な条件設定に悩まされた現状から脱却することができ、レーザ焼入れ技術の産業応用が一層拡大することが期待される。これにより、環境にやさしいものづくり技術の発展に寄与できることから社会的にも意義がある。
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