| 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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| 研究成果の概要 |
はじめに，クロム粉末混入加工液を用いた放電仕上げ加工によって，炭化クロム含有の硬質皮膜を加工面に形成できることを見出した．続いて，クロム粉末とシリコン粉末を混入した加工液を用いるハイブリッド粉末混入放電加工の効果を検討し，実用可能なレベルの加工面粗さを達成できた．
一方，クロム電極と超硬電極を用いて電極消耗の大きい放電条件を適用することで電極成分の放電加工面への含有にも成功し，二つの電極を順に用いることで，炭化クロムと炭化タングステンを含有する2層構造形成にも成功した．
さらに，金型仕上げ面の離型性の定量的評価のため，樹脂剥離装置を検討し精度よく成形樹脂との離型性を評価できる測定装置を構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放電加工を用い，加工液に混入した金属粉末や電極材質の成分を仕上げ面に含有できる現象を確認し，そのメカニズムを解明したところに学術的な意義がある．また，加工液の熱分解炭素と化合した硬質炭化物を含有する表面層を形成できること，異なる電極を順に用いることで2層構造表面層を創成できることは産業的な意義も大きい．放電加工のみで金型形状創成から表面仕上げ・改質が達成できる可能性があり，金型加工プロセス全体の高能率低コスト化が期待できる．
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