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2016 年度 実施状況報告書

回動ガイドを用いた機能性セラミックスのワイヤ放電ミーリング加工の実現

研究課題

研究課題/領域番号 16K06002
研究機関筑波技術大学

研究代表者

後藤 啓光  筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (90389718)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード回動 / 放電加工 / セラミックス
研究実績の概要

本研究では、放電創成加工法とWEDG法の利点を併せ持つワイヤ放電ミーリング法を開発し、工具形状が変化しない形彫放電加工の実現を目指している。
本研究で提案する加工手法では先端が半球状のワイヤガイドを用い、ガイドに走行ワイヤを沿わせながら、ガイドを回動させることにより、ボールエンドミルを使用した場合と同様の形状加工を放電加工で実現することが出来る。またこの際、通常の放電加工では、電極の消耗により、加工形状に崩れが生じるが、本加工手法では走行ワイヤを電極とするため、電極形状の崩れが直接加工形状に影響を与えることが無く、電極の消耗を考慮する必要がないという特徴を有している。
本年度は絶縁性Si3N4セラミックスに対してワイヤ放電ミーリング加工を実施した。しかしながら、加工中にワイヤ電極が断線に至った。加工面には加工されずに残留したセラミックスが確認された。残留したセラミックスに対しては放電が発生しないため、導電性被膜が形成されずワイヤ電極とセラミックスとが接触し、ワイヤ電極が断線に至ったと考えられる。そのため、安定した加工を実現するためにはセラミックス表面に安定した導電性被膜を形成することができる放電波形の制御方式が必要であると考えられる。そこで、放電の発生を検出する放電検知電圧の設定を高くし、かつ放電持続時間を長パルス放電と同等レベルの値まで長く設定した状態で加工することで安定した導電性被膜の形成が実現できる加工方式を見出した。

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

安定した加工状態を維持することができる波形制御方式を見出すことができた。この制御方式は他の高抵抗材料に対する加工にも応用することができると考えられる。

今後の研究の推進方策

本放電波形制御の効果について検討を行なう。DF,放電時間を変化させたときの表面状態についての観察を行なう予定である。

次年度使用額が生じた理由

所属機関から研究費が配分された為。

次年度使用額の使用計画

翌年度分として請求した助成金は当初計画していた各種実験などに使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] EDM of insulating ceramics by electrical conductive surface layer control2016

    • 著者名/発表者名
      H.Gotoh, T. Tani, N. Mohri
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP Annals-Manufacturing Technology

      巻: 42 ページ: 201-205

    • DOI

      10.1016/j.procir.2016.02.271

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simmultaneous machining of polygonal microelectrode and microholes using tandem EDM mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tani, H.Gotoh, A.Hirao, N. Mohri
    • 雑誌名

      Procedia-CIRP Annals-Manufacturing Technology

      巻: 42 ページ: 521-525

    • DOI

      10.1016/j.procir.2016.02.244

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 絶縁性Si3N4セラミックスの放電加工における導電性被膜の形成メカニズムに関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      後藤啓光,谷貴幸,毛利尚武
    • 雑誌名

      電気加工学会,50巻,124号,pp.112-118(2016)

      巻: 50 ページ: 112-118

  • [学会発表] デュアルサーボ送り機構を用いた微細放電加工2016

    • 著者名/発表者名
      金子健正,牛膓歩駆人,池田富士雄,後藤啓光,谷貴幸
    • 学会等名
      精密工学会
    • 発表場所
      新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-12-12
  • [学会発表] 熱可塑性CFRPの加工に関する研究-超音波穿孔加工の試み-2016

    • 著者名/発表者名
      後藤啓光,谷貴幸,明松圭昭,菅野啓太,毛利尚武
    • 学会等名
      電気加工学会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] 単発放電による材料除去過程の観察2016

    • 著者名/発表者名
      辻田容季,谷貴幸,後藤啓光,毛利尚武
    • 学会等名
      電気加工学会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] デュアルサーボ送り機構による微細深穴放電加工2016

    • 著者名/発表者名
      金子健正,牛膓歩駆人,池田富士雄,後藤啓光,谷貴幸
    • 学会等名
      電気加工学会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [産業財産権] 熱可塑性樹脂複合材料の加工方法、結合方法及び加工装置並びに熱可塑性樹脂複合材料2017

    • 発明者名
      後藤啓光、谷貴幸
    • 権利者名
      国立大学法人筑波技術大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-032576
    • 出願年月日
      2017-02-23

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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