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製品の開発時間の短縮のために、金属材料への直接的なラピッドプロトタイピング法が要求されている。切削加工により慨形を作る方法では、後工程でバリやカッタマークを除去する必要がある。放電加工を用いれば上記の問題は起こらないが、電極整形時に切削加工と同様の問題が生じる。また、微細形状を持つ電極の製作は困難である。
本研究では、放電加工もしくは電解加工において、一列または複数列に配置された多数のピン状の電極の長さをリアルタイムで制御しながらxy方向にスキャンさせることで、三次元微細形状を創成する方法を開発することを目的としている。この方法をドットマトリクス方式と呼ぶことにする。
(1)形状創成加工の基礎実験
近接して配置したワイヤ電極を用いて放電加工を行い、本手法の効果を確認した。また、各ワイヤ電極にパルス分配を行うことで放電を強制的に分散させ、クラックレス加工が可能なことを確認した。
(2)電極送り機構の小型化および改良
これまでに開発した電極送り機構を分類、比較し、本手法に用いる機構を選定した。その結果、インチワ-ム機構を利用した電極ダイレクトドライブ機構を用いることにした。
(3)プロトタイプ設計のための予備実験
加工ユニットでは、電極送り機構と電極を束ねるホルダ間で電極を曲げる必要がある。そこで、電極送り機構とホルダ間の距離と、電極の曲げの限界を実験的に求めた。また、電極材料は塑性変形しにくいタングステンが適していることが明らかになった。
(4)加工ユニットのプロトタイプの試作
上記の(2)、(3)で得られた結果に基づき、6台の電極ダイレクトドライブ機構を円周上に配置したプロトタイプを設計し、試作した。加工ユニットの寸法は、約100×100×200mmである。
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