| 研究課題/領域番号 |
19K04128
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
岩井 学 富山県立大学, 工学部, 教授 (30363873)
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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 | 放電加工 / ウルトラファインバブル / 環境対応型加工 / 加工液 / 加工能率 / 電極消耗 / 表面粗さ |
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| 研究実績の概要 |
申請者らは2004年より水溶性加工液中に直径数μm～50μmのマイクロバブルを発生させたマイクロバブルクーラントを除去加工に適用してきた。これまでに切削工具および研削工具(砥石)の寿命が約20%向上すること、加工抵抗が約20%低減すること、工作物の表面粗さが約30%改善することを明らかにしている。また水溶性加工液の腐敗防止や汚濁物質の除去に効果があることも見出している。最近はバブル径が1μm以下のウルトラファインバブルの応用に着手している。一方、放電加工では加工性能の改善を目的に放電時の気泡とマイクロバブルを抱合させ気化爆発の瞬間に影響を与えようとする試みがなされているが、工作物と電極との間で放電が生じる距離が数十μmであるのに対しマイクロバブル径が過大であるため放電状態が不安定になり、結果的に顕著な効果が得られていないのが実情であった。本研究では、nmオーダーのバブルの直径や密度を変化させて発生できる簡易発生器を開発するとともに、放電加工に最適なバブル条件を実験的および理論的に解明しウルトラファインバブル放電加工法の実用化を目指す。
2019年度は微細多孔質体を利用したウルトラファインバブル発生器を製作し、ウルトラファインバブルのバブル径やバブル密度を測定した。所望のバブル条件で発生できる放電加工用のウルトラファインバブル発生器を形彫放電加工およびワイヤカット放電加工に適用した。その結果、放電加工に用いられる純水および放電加工油に対しても所望のウルトラファインバブルを発生できることを明らかにした。また、放電加工性能においては、形彫放電加工では電極消耗率や表面粗さの改善に効果がみられた。ワイヤカット放電加工では若干ではあるが改善効果があることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ウルトラファインバウル発生装置の開発では、気体圧力の影響、液流速度の影響を調べた。形彫り放電加工およびワイヤカット放電加工への適用では純水および放電加工油にウルトラファインバブルを発生させ、放電加工性能に及ぼす効果を調べた。
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| 今後の研究の推進方策 |
形彫り放電加工およびワイヤカット放電加工においてウルトラファインバブルの混入条件の最適化、各種ガスの混入による効果を明らかにし、加工機構を推察することが今後の課題である。具体的には、工作物の材種の影響、電極条件の影響、放電加工条件の影響、ガス種類の影響を調べるとともに、高速度カメラによる放電および気泡の観察を行い、ウルトラファインバブルによる放電加工性能の改善機構を解明する。
また、ウルトラファインバブルによる微細な放電加工くずの除去について調べるとともに、放電加工性能に及ぼす効果を明らかにする。放電加工機の汚れの除去についても調べる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ウルトラファインバブル発生器の製作においてはメーカーから資材の提供があり、当初の予算よりも予算執行が少なく済んだ。またウルトラファインバブルの測定では測定器メーカーに協力していただくことができ、トライアル測定については無料で行っていただくことができた。次年度は詳細な測定が必要であり、測定依頼費もしくはレンタル費として多めの予算の執行が必要となる。
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