| 研究課題/領域番号 |
21K18157
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梶原 優介 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60512332)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2021年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
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| キーワード | 残留応力 / 高分子配向 / テラヘルツ波 / 偏光計測 / 差周波 / プラスチック / 偏光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，プラスチック成形品の内部残留応力を三次元的に定量可能な精密計測可能な技術を開発することにある．ベースとなる物理現象は，樹脂内ポリマーの振動がテラヘルツ(THz)帯域にある点である．研究期間内に，THz差周波光源，THz集光・偏光光学系などを導入したTHz偏光光学系を設計・構築し，プラスチック成形品のTHz偏光応答から内部残留応力の大きさ，向きをサブミリ空間分解能で定量評価可能な計測技術を実現・確立する．提案法は樹脂の高分子振動がTHz領域に対応することを利用しており，残留応力の除去に苦慮していた樹脂成形に関する研究開発において，大きな変革をもたらすことが期待される．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，樹脂成形品の残留応力の評価技術を確立することである．研究期間ではまず，THz差周波光源，THz集光・偏光光学系を設計してTHz偏光計測装置を構築した．その後，自動車用エンプラ（PBT）やエポキシ樹脂試験片を作製し，外力を印加した際のTHz偏光度変化，および成形試料のTHz偏光度と内部残留応力の相関調査，を実験的に検証した．前者においては，0.3～1 THzの領域において，内部応力と偏光度に強い相関があることが分かった．後者に関しても，内部残留応力の異なる試料を測定した結果，残留応力と偏光度の定量化が可能であることが確認できた．以上から，研究目標は達成されたと言える．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラスチック成形品の非侵襲な残留応力評価技術は長年の課題であったが，本研究ではは，樹脂の高分子振動がTHz領域に対応することを適用して残留応力を評価することを提案した．研究の結果，樹脂内残留応力の非侵襲測定法の妥当性が確認できている．今後本技術が確立すれば，成形技術に非常に大きな変革をもたらす．例えば，従来の成形技術は成形後の寸法公差を極力減らすことに注力していたが，寸法公差に加えて残留応力が最も低い成形技術を新たに構築する必要が生じるため，成形に関する研究開発に需要創成をもたらすであろう．
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