| 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 – 2022-03-31
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| キーワード | 金型 / 熱硬化性樹脂 / 圧縮成形 / 離型 / 放電加工 / 切削加工 / 研削加工 / 表面粗さ |
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| 研究実績の概要 |
研究計画3年目の2020年度は，放電加工面と切削加工面の離型試験と離型要因の考察について重点的に取り組んだ．離型試験において，離型力のばらつきが発生したが，n数試験による平均値を評価することで，加工面性状と離型性について一定の傾向を見出すことができた．
形彫り放電加工面ついては，昨年度より継続して表面粗さの異なる試験片について離型試験を実施した．その結果，凹凸高さの粗さパラメータである最大高さ粗さRzが大きくなるほど，離型力が大きくなる傾向が得られた．また，凹凸の横方向の粗さパラメータである平均長さRSmが大きくなるほど離型力が大きくなった．これらの結果より，表面粗さの凹凸形状は離型性に影響を及ぼし，表面粗さの凹凸が大きいほど接触面積が増加して離型力が大きくなることから，離型要因はアンカー効果が支配的であることが実験的に明らかとなった．
一方，切削加工面についても，昨年度と同様に表面粗さの異なる試験片を製作して，離型試験を継続実施した．その結果，放電加工面と同様に，最大高さ粗さRzが大きく，平均長さRSmが大きくなるほど，離型力が大きくなる傾向が得られた．したがって，切削加工面の離型要因も同様にアンカー効果が支配的であると考えられる．
形彫り放電加工面と切削加工面の離型試験の結果から，表面粗さ形状の凹凸が低く，凹凸間隔が小さいほどアンカー効果が抑制されて離型力が小さくなり，離型性を向上できるものと考えられる．また，放電加工面の離型力は，切削加工面よりも全体的に低いことから，凹凸の起伏が滑らかでフラットな加工面ほど，離型性が向上するものと推測される．
以上の結果から，表面粗さの凹凸形状が離型性に影響を及ぼし，その離型要因はアンカー効果が支配的であることがわかった．また，凹凸の起伏が滑らかでフラットな形状であり，凹凸間隔が小さいほど離型性を向上できる可能性があると考えられる．
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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3年間の研究において，離型試験法を確立して，形彫り放電加工面と切削加工面の離型試験を実施してきた．その結果，離型要因の考察と離型性向上の加工面性状について，一定の成果を得ることができた．しかしながら，離型力測定において，ばらつきがあり，n数試験による平均値評価が必要であるため，今後，離型試験の再現性の向上が求められる．また，細かな粗さの加工面である研削加工面の離型試験を計画しているが，現在，準備段階であり，今後の実験・評価が必要である．研削加工面の離型試験により，より細かな加工面の離型要因を考察することで，高離型加工面の形成において更なる検討が可能となる．
以上の進捗状況より，今後，離型試験法の改善および研削加工面を含めた離型要因の考察・高離型性加工面の検討が必要である．また，高離型加工面の検討と提案においては研究過程であるため，実際に離型試験を行い，低離型力を実験的に証明することが本研究課題の成果として残されている．したがって，本研究課題の進捗状況について，総合的に「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 |
2021年度は，離型試験の再現性の向上を行い，未着手の細かな粗さの加工面である研削加工面の離型試験を実施する．そして，研削加工面を含めた離型要因の考察を行い，総合的に高離型性加工面の形成について検討していく．最終的には，本研究課題の総括として，高離型加工面を提案し，実際に離型試験を実施することで実験的に低離型力が得られることを証明していく．
2021年度は本研究課題の最終年度である（当初計画より1年延期）．したがって，離型試験結果から，物理的要因（加工面形状）と化学的要因（加工面元素比）の離型要因についてそれぞれ考察して，離型メカニズムの解明と高離型加工面の効果について検証していく．得られた研究成果については，順次，学会発表および論文執筆を行い，外部発表を継続的に進めていく（2021年度以降も研究および外部発表を継続）．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染拡大の影響を受け，2020年4月～6月上旬の期間，研究活動が事実上中断したことによる大幅な遅延が主な要因である．そのため，本研究課題は2020年度が研究計画の最終年度であったが，1年間延期することになった．
次年度使用額が生じた具体的は内容としては，研究遅延による物品等の未購入，国内学会および国際会議のオンライン開催による旅費等の未使用である．
次年度使用額（B-A）については，研究活動における物品費（試料材料等の消耗品，研削砥石等の工具類 など）や研究成果の外部発表（学会参加費等）に使用していく．
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| 備考 |
北田良二：産学連携推進事業「熊本テックプランター2020」へのエントリー（2020.5，不採択）
北田良二：産学連携推進事業「2020年度テックプランター ディープテックグランプリ」へのエントリー（2020.7，不採択）
北田良二：高大連携通信「文徳点描」誌への研究紹介（2021.1）
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