| 研究課題/領域番号 |
19K14864
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 長岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
金子 健正 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60708618)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019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 | 放電プラズマ焼結 / 放電コーティング / 窒化チタン / ホウ化チタン / チタン合金 / 放電時間 / 元素分析 / TiN / Ti6Al4V / 放電加工 / ほう化チタン / 放電プラズマ焼結法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，放電プラズマ焼結法により作製されるTiN焼結体を工具電極に用いた医療用チタン合金の放電加工によって，加工と放電による微小凹凸形状付与に加えて，工具電極成分の加工表面への付着によるTiNコーティングの同時処理を行うものである．そのために，工具電極に用いた場合のチタン合金の放電加工において，その加工特性や加工表面へのTiN付着現象を含めた加工メカニズムを明らかにする．加工特性は加工速度，工具電極消耗率，表面粗さ，加工表面のビッカース硬さ，TiN層の厚さや成分分析により評価する．
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| 研究成果の概要 |
医療用チタン合金の放電加工における成形加工とTiNコーティングの同時処理を目的として，TiN工具電極を用いた医療用チタン合金の放電加工特性を明らかにした．TiNに助剤としてTiB2を添加することで，高い加工速度と低い工具電極消耗を得た．また，加工表面には50μm程度のコーティング層が形成された．コーティング層の厚さは放電時間によって制御が可能である．コーティング層を元素分析した結果，工具電極材料であるTiNが形成されていることが分かった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
工具電極に材料と加工雰囲気の組み合わせによって医療用チタン合金の放電加工における成形加工とTiNコーティングの同時処理ができることを明らかにした．チタン合金の成形加工とTiNコーティングの同時加工は，微小凹凸による骨適合性とTiNによる無毒で高い細胞親和性を両立している．工学と医学の両分野におけるチタン合金の高付加価値加工法が確立されたといえる．
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