| 研究課題/領域番号 |
19K04104
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
岡田 将人 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (60369973)
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| 研究分担者 |
大津 雅亮 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20304032)
三浦 拓也 福井大学, 学術研究院工学系部門, 助教 (60781466)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | バニシング加工 / 樹脂射出成形用金型 / しゅう動 / 仕上げ面性状 / 表面改質 |
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| 研究実績の概要 |
平成３１（令和元）年度は，樹脂金型材料に適したバニシング工具の開発ならびに加工部の機械的，熱的現象の解明について実施を計画していた．
前者の実施計画であるバニシング工具の開発としては，先行研究で有効とされる球頭形状を採用し，材質には先端部にダイヤモンド，把持部に超硬合金を用いた専用工具を設計した．また，これと並行して，研究代表者らが先行研究で有効性を検証したDiamond-Like-Carbon（DLC）コーテッド超硬工具も比較検討した．その結果，ダイヤモンド工具は，その表面性状の優位性より，良好な仕上げ面粗さが得られたものの，その差はDLCコーテッド超硬工具と僅かであった．DLCコーテッド工具は，母材に超硬合金を用い，周囲にDLCの薄膜を蒸着させた工具である．これは，ダイヤモンド工具と比較して，安価であり，脱膜と再コーティングによるリユースも可能である．このDLCコーテッド工具の実用性を踏まえて，本研究では当面，DLCコーテッド超硬工具を用いて検討を進めることとした．
後者の実施計画である加工部の機械的，熱的現象の解明では，平坦面の被加工材に対しバニシング加工を施した際に工具と工作物間で作用する力を3成分力センサにより測定した．本研究で対象とするバニシング加工は，球頭形状の工具を被加工材の加工点法線方向から傾斜させ，なおかつ高速回転させながら，対象面を倣う加工法である．本加工法の場合，工具の対象面に対するしゅう動方向と工具の送り方向の組み合わせにより，対象面上のせん断方向成分に大きな違いが生じることを明らかにした．また，そのしゅう動方向と工具の送り方向が逆方向となる加工条件下では，仕上げ面表層が酸化し表面荒れを生じることを明らかにした．これらは，これまでに得られていなかった新たな知見である．
これと並行して，令和２年度以降の実施事項の予備試験も実施した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画では，工具の材質には，バニシング加工に一般的に用いられているダイヤモンドを採用することとしていた．しかしながら，研究代表者らが先行ならびに並行研究において，バニシング加工用工具にDLCコーテッド超硬工具が優れていることならびに，DLCコーテッド超硬工具の中でも，優れた特性について明らかにしている．そのため，これらの知見を応用して，実用性が高いDLCコーテッド超硬工具を採用して本課題に取り組むこととなった．当初の計画から変更しているものの，工具開発の目的は達している．
加工部の機械的・熱的現象の解明も，当初計画通りに実施できており，この取り組みから有用な知見も得られている．
これらの当初計画での実施事項と並行して，令和２年度以降の実施事項について，実験・評価方法の検討，予備試験に既に着手することができた．
これらの進捗状況より「当初の計画以上に進展している」と判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和２年度は，当初の計画通り，表面改質層の評価について進める．バニシング加工は，対象面表層の材料流動により表面の平滑化と併せて表面改質効果を期待した加工法である．本研究課題で対象としているバニシング加工は，この表層の材料流動を積極的に発現させ，より高い改質効果を得ようとする加工法であり，その優位性について評価を進める．またこれと併せて，令和３年度に着手予定の金型を用いた実成形実験ならびにバニシング加工による表面テクスチャリング技術の開発についても実験・評価方法の検討ならびに予備試験を進めていく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じているが，その額は当該年度所要額の1%未満であり，次年度も当初計画通りに進める．
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