| 研究課題/領域番号 |
15K05735
|
|---|
| 研究機関 | 豊田工業大学 |
|---|
研究代表者 |
古谷 克司 豊田工業大学, 工学部, 教授 (00238685)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 積層造形 / 放電加工 / 微細加工 / 粉末 / 堆積加工 / 焼結 / 溶融 / 放電回路 |
|---|
| 研究実績の概要 |
付加製造技術による三次元形状創成法は技術者以外にも興味をもたれるようになり，国内でも注目を集めている．金属粉末を層状に堆積・固化させる方法では，熱源であるレーザ光源や電子ビーム源が高額であるため装置価格が高く，普及を阻んでいる．そこで，本研究では，大気中において近接させた電極対と粉末層間で発生する放電により粉末を選択的に固化させて層形成を繰り返すことで，3次元形状を創成する積層造形法を開発することを目的としている．
今年度は，ステッピングモータ駆動XYZステージを用いて，XY方向に放電位置を走査するとともにZ軸方向の極間距離を調整した．高電圧重畳が可能なMOSFETによる放電回路を新規に試作した．電極消耗による長さのばらつきの補償は手動で行った．これまで，電極は中心間隔を1mm未満にして平行に配置していたが，電極間に粉末が付着して短絡することが多かった．そこで，直交するように配置して，先端部分だけが近接するようにした．
重畳する高電圧，実際の放電時の印加電圧，電流値，放電パルス幅，休止時間等を変化させて，粉末が溶融して結合した状態の堆積が起こりやすい条件を実験的に探索した．コンデンサ放電回路を用いていた場合には，ピーク電流が大きく，パルス幅が短いため，溶融して飛散する量が多く，いったん堆積した部分でも除去されることがあった．今回試作した回路では，電流値を低く抑えることができるので，放電の電力を低めに抑えることができるようになった．その結果，放電時の堆積物の飛散量を減少することができた．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2016年度は，放電回路をMOSFET式にすることで，加工条件を変更しやすくすることと，それを用いて適切な加工条件を探索することを目的として研究を進めた．当初の研究計画で示していた電極の自動送り装置を用いて実験することもできた．
|
| 今後の研究の推進方策 |
粉末を堆積させるために適切な電気的加工条件の指針を得ることができた．しかし，粉末の物性値や粒径の影響はまだ明らかになっていない．今年度はまず，それらの点を明らかにし，3次元形状創成につなげたい．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
2015年度に積層造形した結果の形状観察および寸法測定に使用しているビデオマイクロスコープの調子が悪くなった．2016年度に本予算で更新を予定していたが別の予算で充当できることになった．一方，放電時の電圧や電流を観察するために用いていた多チャネルオシロスコープが故障し，修理不能となったため，本予算から支出した．その差額が残額となった大きな理由である．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
2017年度が最終年度であり，電極材料や粉末等の消耗品が大量に必要なため，それらに適切に使用したい．
|
