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2023 年度 実績報告書

プラスチック内部残留応力の非侵襲精密測定法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21K18157
研究機関東京大学

研究代表者

梶原 優介  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60512332)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード残留応力 / 高分子配向 / テラヘルツ波 / 偏光計測 / 差周波
研究実績の概要

本研究の目的は,プラスチック成形品の内部残留応力を三次元的に定量評価できる精密計測技術を確立することである.基盤となる物理現象は,樹脂内ポリマーの振動がテラヘルツ(THz)帯域にある点である.THz差周波光源,THz集光・偏光光学系を設計してTHz偏光計測装置を構築し,プラスチック成形品のTHz偏光依存性から内部残留応力の大きさ,向きをサブミリ空間分解能かつ非侵襲で定量評価可能な計測技術を実現・確立する.
2023年度においては,前年度までに構築したテラヘルツ偏光光学系を適用し,自動車用エンプラ(PBT)や半導体封止用のエポキシ樹脂の試験片を作製し,外力を印加した際のTHz偏光度変,および成形試料のTHz偏光度と内部残留応力の相関調査,を実験的に検証した.前者においては,0.3~1 THzの領域において,弾性領域,塑性領域いずれにおいても引張力と偏光度に強い相関があることが分かった(特にPBT).各領域においては偏光依存性は線形であるため,定式が可能であることも確認された.後者に関しては,内部残留応力をコントロールした試料を複数準備し,成形後の偏光度を評価した.評価の結果,残留応力と偏光度に強い相関が存在することがわかり,定量化も十分に可能であることが確認できた.以上から,研究期間において提案研究を具現化するテラヘルツ計測装置を構築し,提案法の妥当性が確認でき,かつ残留応力定量化への可能性が十分に示されたことから,本研究の目標は十分達成されたと言える.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of residual stress evaluation method for polymer products using THz polarization measurement2024

    • 著者名/発表者名
      Kajihara Yusuke、Tanaka Atsushi、Chen Weiyan、Wang Shuohan、Tao Kosaku、Kimura Fuminobu
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 1 ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2024.04.069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] テラヘルツ透過測定による熱可塑性樹脂の分子配向と疲労破壊メカニズムの相関に関する一考察2024

    • 著者名/発表者名
      Akita Yukihito、Yoshikawa Nobuhiro、Kajihara Yusuke
    • 雑誌名

      Seikei-Kakou

      巻: 36 ページ: 128~134

    • DOI

      10.4325/seikeikakou.36.128

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of the polymer orientation via terahertz polarization measurement2023

    • 著者名/発表者名
      Shuohan WANG, Atsushi TANAKA, Kosaku TAO, Fuminobu KIMURA, and Yusuke KAJIHARA
    • 学会等名
      The International Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials&Processing (LEM&P 2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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