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現在用いられている機械加工、ブラストピーニングなどと比べて優位な手法として、表面にキャビテーションによるバブルを照射し加工する方法の可能性を検証するため、以下の萌芽的研究を実施した。
1. マイクロバブルの発生装置の性能向上
昨年度設計製作した水共振システム(WRS)による超音波発生装置によるキャビテーション・マイクロバブルの発生の性能を、装置構造の理論的解析とアルミ箔の損傷を用いた観察、バブルの目視観察等から調べ、マイクロバブル発生の効率向上を目指した。その結果、軟質材にピットを発生させる程度のバブル発生・崩壊は生じるが、一般的に用いられている磁歪振動法で発生するそれらに比べると発生頻度・大きさ共に小さいことがわかった。一方、磁歪振動法では崩壊による衝撃圧が大きくて硬質皮膜でも短時間で破壊したことから、本研究目的に対する両マイクロバブル発生装置の長所・短所が明らかになった。
2. マイクロバブル照射面の表面形状測定
鏡面研磨した純アルミニウムと純銅にマイクロバブルを照射した。表面を、カラー3Dレーザ顕微鏡と原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。微小なくぼみの直径と深さ及びそれらの比(アスペクト比)は従来の磁歪振動法によるそれらとは異なり、直径に比べて深さが浅いことがわかった。
3. 摺動試験
マイクロバブル照射面の摺動試験を実施するための予備試験を行い、その問題点と解析法について検討した。種々の表面テキスチャ(3次元表面粗さ)を付与した鋼試験片について一方向摺動試験を潤滑油中で行い、形状の影響を解析するための手法を調べ、得られた手法をイクロバブル照射面の影響を解析に適用できるとの結論を得た。
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