| 研究課題/領域番号 |
21K14058
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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18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
窪田 紘明 東海大学, 工学部, 講師 (30845920)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 塑性加工 / 管材 / 鉄鋼材料 / チューブハイドロフォーミング / 軽量化 / 強制潤滑 / 自動車構造部材 / 肉厚制御 / ハイドロフォーミング / 潤滑 / 時間差潤滑 / 域差潤滑 / 鋼管 / 圧力制御 / ハイドロハイドロフォーミング / 摩擦低減 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気候変動への対応は重要な課題であり自動車産業においては燃費・電費改善によるCO2排出量の削減が求められている．そのための方策として，骨格部材の閉断面化と差厚化による軽量化に着目した．本研究ではハイドロフォーミングにおいて金型と材料の間の摩擦を部位毎，タイミング毎に制御することで板厚を制御してこれを達成する．即ち，ハイドロフォーミングにおける「域差・時間差強制潤滑法」の開発に挑戦し，究極の閉断面差厚構造部材を製造可能とする．
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| 研究成果の概要 |
ハイドロフォーミングにおける時間差・域差強制潤滑実験を行った．その結果，時間差潤滑について以下の知見を得た．1) 潤滑剤圧力を成形途中で降下させる制御方法により肉厚分布が制御可能である．2) 潤滑剤圧力降下時の内圧を大きくすると潤滑剤供給口の近傍の肉厚が低下し，コーナー部の肉厚が増加する傾向になった．3) 成形の初期から中盤において潤滑剤を制御することが肉厚分布の制御のために重要である．また，域差潤滑について以下の知見を得た．4) 潤滑剤供給口から5 mmから15 mmの位置に，高さ0.1 mmから0.2 mmの段差を設けることで，潤滑剤の流れをせき止めることが可能である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本技術は特許出願済（特開2023-037121）であり全く新しい．本研究では潤滑剤の制御により構造部材の肉厚を部位毎に変更できることをはじめて実証した．即ち難成形材の成形性の向上と，肉厚分布の自在制御による部材の軽量化の可能性を見出すことができた．今後，本技術を適用した構造部材の強度評価を行いその影響を検証予定である．これらの成果は，CO2排出量の削減と地球環境の保護に資するものである．
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