| 研究課題/領域番号 |
20H02050
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
岡田 晃 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (60263612)
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| 研究分担者 |
岡本 康寛 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (40304331)
北田 良二 崇城大学, 工学部, 教授 (60540276)
篠永 東吾 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (60748507)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 放電加工 / 金型 / 粉末混入加工液 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
工業製品を構成する各部品は小型化．軽量化が求められているため，樹脂部品が多用され，これらの大量生産でのコスト低減のために金型による成形が一般に行われる．従って複雑微細形状の金型加工やその表面仕上げ，表面高機能化のための表面処理やコーティングが必要であるが，時間やコストを要する．本研究では金型の微細形状加工に応用される放電加工を用いて，形状加工，表面仕上げ，表面高機能化を連続して効率的に行うために，金型表面平滑化効果を持つ金属粉末，ならびに金型表面の耐食性や離型性を向上させる効果をもつ異なる粉末を加工液に混入して放電加工を行う，新しい表面仕上げ，高機能表面形成プロセスの確立を目指す．
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに，高機能放電加工仕上げ面と成形樹脂との離型性を定量的に評価するための，引張試験機を応用した離型力測定装置を設計し組み上げた．しかし，離型力測定誤差が大きく，加工面性状や加工条件による離型性変化の評価に十分な測定精度はなかった．
本年度はまず，測定誤差の小さい離型力測定を可能とするため，装置の改良に取り組んだ．離型性評価は，対象加工面と成形樹脂の界面に垂直に引張り荷重を与え，両者が剥離する際の最大引張応力を測定するものである．大きな測定誤差の原因と考えられる，樹脂成分のばらつき，樹脂材料保管時の変質，成型時の樹脂や金型の温度分布や温度変化，成形圧力のばらつき，成形金型と工作物の位置決め誤差，引張速度の最適化等の影響について，一つひとつ検討した．そして，治具による金型位置決め精度の向上，金型付近の温度制御および均一温度保持を実現するための断熱材設置とリアルタイム温度制御，引張速度の最適化，樹脂材料の品質管理向上等により，その測定誤差の減少が可能となった．
それでもなお測定誤差あるため，作成の容易な通常の放電加工面や研削面を用い，基礎的な離型性評価を確実に行った．その結果，加工面性状，特に表面粗さや凹凸の平均間隔により離型力が大きく変化する傾向が判明した．したがって，表面形状を適切に制御できれば，離型性の良好な放電加工面を実現できる可能性を明らかにした．
併せて，昨年度までに行ってきたＷＣ傾斜組成表面について，その最表面の材料組織について調査し，表面には炭化物だけでなく，一部アモルファス化した組織も存在することが判明した．併せて，硬度についても検討し十分な実用レベルにあることが分かった．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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