| 研究課題/領域番号 |
21H01225
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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 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
磯部 浩已 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (60272861)
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| 研究分担者 |
河野 大輔 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80576504)
櫻田 陽 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90442681)
原 圭祐 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30515812)
田浦 裕生 近畿大学, 理工学部, 准教授 (20334691)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | マイクロテクスチャ / バイオミメティクス / 旋盤加工 / 切削加工 / 超音波加工 / トライボロジー / 光弾性法 / テクスチャリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，機械加工で生産される高精度で複雑な部品の表面に，高い機能性を有するマイクロテクスチャを，超音波切削加工によって整列配置して創成する技術の開発である．切削工具の振動状態を超音波周波数に比して充分に高速，かつ被削材送り運動に対して高精度に同期させることで，ピッチ数十μm，深さ数μmの整列配置されたマイクロテクスチャを工作機械で創成することで，生産性を落とすことなく機能性表面を創成できる特長がある．さらに，特徴的なテクスチャの摺動特性改善効果の発現メカニズムを理論的・実験的に明らかにし，テクスチャ構造・配列の設計指針を確立する．
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| 研究成果の概要 |
切削工具の振動状態を超音波周波数に比して充分に高速，かつ被削材送り運動(旋盤においては，主軸回転運動)に対して高精度に同期させることで，ピッチ数～数十μm，深さ数μmの整列配置されたマイクロテクスチャを工作機械で創成するシステムを構築した．
さらに，このシステムを用いて，１周前のテクスチャの位置に対して，次のテクスチャの位置を任意に制御できるシステムを構築した．隣りあうテクスチャを並べれば一直線に整列し，交互に並べれば千鳥模様のテクスチャ配列が得られ，パターンによって摩擦係数を増減できることも確認した．これより，機能性表面テクスチャリングの高速創成を実現できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオミメティクスに代表される微細構造による摩擦低減の効果は広く知られている。しかし、その微細構造を大量生産する手法は、フィルムプロセスなどに限られており、機械構造部品への適用は生産性の観点から実用化されていない。本研究成果により、機械摺動部材の摩擦低減が実現できると、その波及効果によってトータルでのエネルギ効率改善が期待できる。今後は、さまざまな実用展開を進めていくことで、社会への還元を目指す。
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