| 研究課題/領域番号 |
18K03888
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| 研究機関 | 崇城大学 |
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研究代表者 |
北田 良二 崇城大学, 工学部, 教授 (60540276)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 金型 / 離型性 / 熱硬化性樹脂 / 放電加工 / 切削加工 / 研削加工 / 表面粗さ / 表面成分 |
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| 研究実績の概要 |
研究計画の2年目となる2019年度は，金属加工面の離型試験について重点的に取り組んだ．昨年度開発した離型力定量評価システムを用いた離型試験において，金属加工面である放電加工面，研削加工面，切削加工面に対応できるように成形材料である熱硬化性フェノール樹脂の配合を見直し，各種金属加工面に対して離型力を相対比較できるように改善してから離型試験を実施した．
形彫り放電加工面については，表面粗さの異なる試験片を製作して離型試験を実施した．その結果，最大高さ粗さRzと離型力の間に一定の相関があることを確認することができた．Rzの変化が離型力に及ぼす要因については，現在考察中であり，放電加工面の表面粗さ性状と離型力との相関関係について調査している．次に，切削加工面に対する離型試験について着手した．小径ボールエンドミルを用いて，周期的な微細溝を形成して最大高さ粗さRzの異なる試験片を製作し，その加工面に対して離型試験を実施した．しかしながら，切削加工面においては，Rzと離型力には一定の相関関係が得られなかった．今後，Rz以外の離型要因について考察していく予定である．
研究着手からの２年間において，離型力定量評価システムの開発および熱硬化性フェノール樹脂の配合の最適化を実施して，離型試験の信頼性を高めることができた．形彫り放電加工面および切削加工面について，最大高さ粗さRzを変化させた試験片を製作して，その加工面に対する離型試験を可能とした．離型要因については考察中であるが，物理的要因として，表面粗さプロファイルの最大高さ粗さRzのみでなく，粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜Rdqや輪郭曲線要素の長さの平均を表す平均長さRSmと離型力との相関に注目している．また，化学的要因としては，金属加工面を電子顕微鏡にて観察して，エネルギー分散型X線分析による元素分析も実施中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
これまでの２年間において，離型力定量評価システムの開発，成形材料である熱硬化性フェノールの配合の最適化を行い，信頼性の高い離型試験環境を整えることができた．しかしながら，金属加工面である放電加工面，研削加工面，切削加工面に対して，安定した離型力の測定および相対比較による離型要因の考察を実現するために，システムの改善改良と樹脂配合の見直しに想定以上の時間を要した．そのため，形彫り放電加工面および切削加工面の離型試験の実施に留まっており，離型要因の考察が不十分となっている．
２年目までの研究実績としては，形彫り放電加工面と切削加工面の離型試験が主な成果であり，外部発表については，形彫り放電加工面の離型試験に関する国内学会発表のみとなっている．当初計画では，２年目においては，離型要因を十分に考察して，国際会議発表と論文執筆を実施する計画であったが，離型試験の不安定性が遅延の主な原因となり計画未達となった．したがって，本研究課題の進捗状況については「やや遅れている」と評価した．
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度は研究計画の最終年度となるため，各種金属加工面に対する離型要因，離型メカニズムの考察を十分に実施して，高離型加工面の形成の可能性について検討することを目指していく．
形彫り放電加工面および小径ボールエンドミルによる切削加工面については，離型試験の追加試験を実施しながら，早期に離型要因の考察を行っていく．物理的要因と化学的要因について分割して考察することで，離型メカニズムを解明していく．また，ワイヤーカット放電加工面と研削加工面についても，同様に離型試験と離型要因の考察を計画している．表面粗さの異なる試験片を製作して，離型試験と離型要因の考察を行っていく．以上のように離型試験を実施した各種金属加工面について相対比較を行うことで，高離型加工面となる形状と表面成分について明らかにしていく．
また，研究成果の外部発表については，遅れている国際会議発表と論文執筆を研究成果がまとまったものから順次対応していく予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究進捗状況が計画より遅延したため，当初計画していた国際会議への参加が無かったこと（参加費および海外旅費）および新型コロナウイルス感染拡大のため参加申込みしていた国内学会が中止（旅費）となったことが，次年度使用額が生じた主な理由である．
次年度使用額（B-A）については，2020年度の助成金と合わせて，物品費（試料材料，エンドミルや研削砥石などの工具類）および旅費（国際会議等の外部発表）にて使用していく．
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| 備考 |
藤井圭太，岡田晃，北田良二：クロム粉末混入放電加工による高機能金型表面の形成，第29回型技術協会賞「奨励賞」受賞（2019.6.20）
北田良二：精密加工学研究室の紹介，SOJOコラボ[機械]・熊本市ラウンドテーブルコラボ企画 崇城大学工学部機械工学科 研究シーズ紹介・研究室見学会（2019.9.13）
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