極低濃度電解液による環境対応微細電解加工に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23360064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 夏 恒 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40345335)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2011年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: 特殊加工 / 電解加工 / 電解液 / 濃度 / 微細軸 / 加工状態 / 極間距離 / 検出精度 / 超硬合金 / 電極消耗

研究概要

難削材の加工を得意とする電解加工は、環境対策や加工速度がネックとなっている。本研究は、極低濃度電解液を用いた微細電解加工法を提案し、難削材の微細形状を高精度、高速度で創成するとともに、環境に与えるものづくりの悪影響を最低限に抑えることを目的としている。目標を達成するため、実験と等価回路の解析により、電解液濃度が加工特性に及ぼす影響を調査したうえ、超硬合金微細軸の高速製作や、超音波振動と両極性パルスの併用による超硬合金の加工を実現した。また、極間距離及び加工状態の検出・制御装置を考案し、パルス電解加工の電極消耗の抑制方法を提案して、低濃度電解液による微細電解加工に適したシステムを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of ECM pulse conditions on WC alloy micro-pin fabrication (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Natsu, Daiki Kurahata
  • 雑誌名: Procedia CIRP 巻: Vol.6 ページ: 402-407
  • DOI: 10.1016/j.procir.2013.03.093
  • NAID: 130004660683
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極低濃度電解液を用いた環境対応電解加工による超硬合金微細軸の形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澁谷直城、夏恒
  • 雑誌名: 電気加工学会誌 巻: Vol.46, No.112 ページ: 74-80
  • NAID: 10030935529
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/jseme/-char/ja/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Machining of Tungsten Carbide Alloy Micro-pin with NaNO3 Solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shibuya, Yukihiro Ito, Wataru Natsu
  • 雑誌名: International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 巻: Vol.13, No.11 号: 11 ページ: 2075-2078
  • DOI: 10.1007/s12541-012-0273-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Low-Level Voltage in Pulse ECM on Electrode Wear and Machining accuracy (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuaki Endo, Wataru Natsu
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: Vols.217-219 ページ: 2388-2392
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.217-219.2388
  • NAID: 130005030993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Parameter Determination for ECM Equivalent Circuit (2012)
  • 著者名/発表者名: Benjamin Akimoto, Wataru Natsu
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: Vols.220-223 ページ: 1990-1994
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.220-223.1990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Sensitivity of Gap-width Detection with Peak Current in Pulse ECM (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Harada, Wataru Natsu
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th euspen International Conference ページ: 120-123
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approach to Detect and Control Gap-width with Peak Current in Pulse ECM (2012)
  • 著者名/発表者名: Wataru Natsu, Atsushi Terada
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: Vol.482-484 ページ: 1973-1978
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.482-484.1973
  • NAID: 10030186569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Tungsten Carbide Alloy Micro-pin with Environment-Responsive ECM Using Ultra-low Concentration Electrolyte (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shibuya, Wataru Natsu
  • 雑誌名: International Journal of Electrical Machining 巻: No.17 ページ: 32-37
  • NAID: 10030935529
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Machining Process on Gap-Width Detection in Pulse ECM (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Harada, Wataru Natsu
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: Vol.220-223 ページ: 2000-2003
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.220-223.2000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Tuingsten Carbide Alloy Micro-pin with Environment-Responsive ECM Using Ultra-low Concentration Electrolyte (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shibuya, Wataru Natsu
  • 雑誌名: International Journal of Electrical Machining 巻: No.17 ページ: 32-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro Pin Fabrication by ECM with Ultra-low Concentration Electrolyte (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shibuya, Wataru Natsu
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th euspen International Conference ページ: 297-300
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/
  • 査読あり
• [学会発表] 電流波形によるパルス電解加工状態検出の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた電解加工等価回路のパラメータ同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋元ベニヤミン、原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 電流波形によるパルス電解加工状態検出の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京都東京大学
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた電解加工等価回路のパラメータ同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋元ベニヤミン、原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京都東京大学
• [学会発表] 単極性パルスと両極性パルスによる超硬合金の電解加工特性の比較と考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒木壮介、夏 恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋市愛知県産業労働センター
• [学会発表] 日本特殊加工分野の最新研究動向 (2013)
  • 著者名/発表者名: 夏恒
  • 学会等名: 中国第15回全国特殊加工学術会議
  • 発表場所: 中国南京市南京航空航天大学
  • 招待講演
• [学会発表] パルス電解加工における極間距離と加工状態の検出に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [学会発表] 単極性パルスと両極性パルスによる超硬合金の電解加工特性の比較と考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒木壮介、夏 恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会（2013）
  • 発表場所: 名古屋市愛知県産業労働センター
• [学会発表] Influence of ECM pulse conditions on WC alloy micro-pin fabrication (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Natsu, Daiki Kurahata
  • 学会等名: The Seventeenth CIRP Conference on Electro Physical and Chemical Machining (ISEM)
  • 発表場所: Leuven, Belgium
• [学会発表] パルス電解加工における極間距離と加工状態の検出に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏恒
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
• [学会発表] 電解加工パルス条件が超硬合金微細軸形成に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 倉畑大輝、夏 恒
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学戸畑キャンパス
• [学会発表] パルス電解加工のローレベル電圧が工具消耗と加工精度に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤克彰、夏 恒
  • 学会等名: 2012年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京都八王子市首都大学東京
• [学会発表] Study on Sensitivity of Gap-width Detection with Peak Current in Pulse ECM (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Harada, Wataru Natsu
  • 学会等名: The 12th euspen International Conference
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] 電解加工パルス条件が超硬合金微細軸形成に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 倉畑大輝、夏恒
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学戸畑キャンパス（北九州市）
• [学会発表] ピーク電流を用いたパルス電解加工の極間距離検出感度に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会(2011)
  • 発表場所: 茨城県つくば市研究交流センター
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 電解加工による超硬合金の微細軸形成過程の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澁谷直城、伊藤幸弘、夏恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会(2011)
  • 発表場所: 茨城県つくば市研究交流センター
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Improvement of ECM Machining Characteristics by Applying Ultrasonic Vibration (2011)
  • 著者名/発表者名: Wataru Natsu, Hisashi Nakayama, Zuyuan Yu
  • 学会等名: International Symposium on Green Manufacturing and Applications
  • 発表場所: 韓国ソウル市ソウル大学
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] ピーク電流を用いたパルス電解加工の極間距離検出感度に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田慎治、夏 恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会
  • 発表場所: 茨城県つくば市研究交流センター
• [学会発表] 電解加工による超硬合金の微細軸形成過程の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澁谷直城、伊藤幸弘、夏 恒
  • 学会等名: 電気加工学会全国大会講演会
  • 発表場所: 茨城県つくば市研究交流センター
• [学会発表] 超硬合金の微細軸形成における電解加工条件の調査 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澁谷直城、夏 恒
  • 学会等名: 2011年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Improvement of ECM Machining Characteristics by Applying Ultrasonic Vibration (2011)
  • 著者名/発表者名: Wataru Natsu, Hisashi Nakayama, Zuyuan Yu
  • 学会等名: Proceedings of International Symposium on Green Manufacturing and Applications
  • 発表場所: 韓国ソウル大学
• [学会発表] Research on ECM Conditions for Micro-pin Fabrication of Tungsten Carbide Alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shibuya, Yukihiro Ito, Wataru Natsu
  • 学会等名: Proceedings of International Symposium on Green Manufacturing and Applications
  • 発表場所: 韓国ソウル大学
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/
• [備考] 東京農工大学夏研究室ホームページ
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/
• [備考] http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~natsulab/index.html