| 研究課題/領域番号 |
20K04189
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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 | 筑波技術大学 |
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研究代表者 |
谷 貴幸 筑波技術大学, 産業技術学部, 教授 (80279554)
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| 研究分担者 |
丹野 格 筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (30435391)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 放電加工 / 表面改質 / 走査加工 / パイプ電極 / 細線電極 / 堆積加工 / 金属３Ｄプリンタ / アークプラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放電加工法は，高精度な除去加工法としてだけでは無く，高温のアークプラズマを用いた表面改質法として用いられている。しかしながら，放電表面改質法では，過渡的なアークプラズマを用いているため，その入熱のコントロールが困難であり，改質と同時に加工物の除去を伴う方法であった。
本研究では，これを解決するためにアークプラズマの滑り現象を利用した面改質法を試みる。具体的には，パイプ電極の高回転により加工物との間に高速相対運動を付与し，入熱のコントロールを図る。この方法により，来までの問題の一つでもあった表面粗さの改善も期待でき，かつ，電極の消耗を促進することにより堆積加工へと発展も目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、電極と加工物との間に高速に相対運動を与え、アーク柱を滑らせながら加工することにより、電極材料を被加工物側に移行させる表面改質法を提案している。薄肉のパイプ電極を高速に回転を与え、長いパルス幅の条件を選択することにより、表面改質を達成している。ただし、パイプ形状であるため材質が限られるといった問題があった。そこで、同様の効果を細線による相対運動を付与することにより実現を試みた。細線に円運動を与え、これを走査した結果、相対運動速度がかなり小さい条件においても、加工物はほとんど除去されることなく、表面改質が達成されることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細線を走査する放電加工によって、放電表面改質が可能となることは、圧粉体などの特別材料を必要としない点において大きなメリットがある。また、タングステンなどの高融点材料の適用も可能となる。これらのことは材料選択や装置構成において非常に有利であり、広く普及した放電加工技術の延長上において使用されることが想定される。よって、汎用性の高い技術となることが期待できる。
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