| 研究課題/領域番号 |
19K14876
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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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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
劉 暁旭 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30837662)
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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 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | CVDダイヤモンド・コーティング工具 / フェムト秒レーザ / 刃先成形 / 表面改質 / pulse laser grinding / 切削性能 / CVDダイヤモンド・コーティング切削工具 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は超短パルスレーザによる多結晶CVDダイヤモンド・コーティング工具の刃先形状創製と耐摩耗性，切削性能を向上させる表面改質を単一プロセスとする新しい加工プロセスの開発である．CVDダイヤモンド工具切れ刃の大きい丸みと膜内部の多くのアモルファスな欠陥部の存在という課題を解決するために，フェムト秒レーザのアブレーション加工に着目し，鋭利な刃先を形成する際に工具刃先の各部分に異なる機能を付与させて総合的な切削性能を向上させるという新たなコンセプトを提案する．本研究によりプロセスの工程短縮が可能となり，さらにはCVD工具の性能を飛躍的に向上させることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
CVDダイヤモンド・コーティング工具の刃先創製に対して、本研究ではフェムト秒レーザのアブレーション加工による刃先鋭利化と低フルエンス照射による表面改質を着目した。まずフェムト秒レーザ照射による多結晶CVDダイヤモンドの結晶性向上のメカニズムを明らかにした．そして刃先成形と結晶構造二軸としてフェムト秒レーザとナノ秒レーザによるPLGを比較することで、工具の機能性向上を実現する最適なレーザ加工条件による超短パルスレーザPLG手法を構築した．最後はレーザを組み合わせることで，刃先各部分に異なる機能を付与させて革新的な工具を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CVDダイヤモンド・コーティング工具は優れた機械特性、安価という利点から，実用切削工具への適用が注目されているものの，被膜形態を維持するために切れ刃の丸みが大きくなり，精密加工が阻害される刃先鋭利化という課題が存在している．そこで本研究では，フェムト秒レーザの高精度なアブレーション加工を見据え，低フルエンスのレーザ照射によるダイヤモンドの結晶性向上のメカニズムを解明する上で，機能性向上の刃先成形手法を開発した．本研究の成果を発展させることで，工程集約化とともに，より総合的な表面機能を向上させる切削工具コーティングが期待される．
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