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2015 年度 実績報告書

摩擦を用いた表裏面同時金型フリー加工法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25289261
研究機関福井大学

研究代表者

大津 雅亮  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20304032)

研究分担者 吉村 英徳  香川大学, 工学部, 准教授 (30314412)
村中 貴幸  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50311022)
松本 良  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362645)
岡田 将人  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (60369973)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードインクリメンタルフォーミング / アルミニウム合金板
研究実績の概要

平成25年度に開発した表裏同時に摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングが可能な加工機は剛性が低いため平成26年度も引き続き剛性強化の改良を行い加工精度を許容範囲まで高めていたが,加工時の振動が原因で加工精度は十分でなかった.そのため平成27年度は加工時の振動に対する改良を行った.各軸のNCステージに加速度計を取り付けて,各軸の振幅を測定して振動の大きな部分に防振ゴムを挿入することにより振動を低減し,加工精度を向上させた.
平成27年度の当初計画はアルミニウム合金以外にもマグネシウム合金やチタン合金,鋼板の加工を行うこととしていた.マグネシウム合金,チタン合金は入手できず,鋼板は破断して加工が出来なかった.そのためアルミニウム合金のみで実験を行った.A5052アルミニウム合金板を平成26年度は上工具と下工具では異なる製品を同時成形したが,平成27年度は一つの製品を上工具と下工具ではさみながら加工を行った.その結果,片側工具のみで加工した場合と比較すると成形限界は変わらなかったが,目標形状と成形形状の最大誤差は3.0mmから1.0mmと大幅に改善した.また,成形品の板厚分布もサイン則で計算される板厚分布に大幅に近くなり,成形精度が大幅に改善された.
加工メカニズム解明のための金属組織の観察は,研磨と腐食を行って光学顕微鏡で観察を行ったが,組織が非常に細かく観察できなかったため,SEM-EBSDで観察を行った.明確な結晶粒は観察されず,数十~数百nmと考えられ,方位もマクロ的には元の結晶粒に近いがミクロ的にはランダムになっており,部分的な動的再結晶により微細結晶粒が生成されたと考えられる.加工中に発生する動的再結晶により転位が集積せず大きな変形が可能となり,加工後のスプリングバックが小さくなったと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Excellent Formability of Light Metals Sheets by Friction Stir Incremental Forming2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Otsu
    • 学会等名
      Metal Forming 2016
    • 発表場所
      クラクフ(ポーランド)
    • 年月日
      2016-09-18 – 2016-09-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 予備成形により曲げ剛性を向上させた板材の摩擦攪拌インクリメンタルフォーミング2016

    • 著者名/発表者名
      内村 友郎
    • 学会等名
      日本塑性加工学会北陸支部講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-08
  • [学会発表] Forming and Joining Simultaneous Processing of Two Sheet Metals by Friction Stir Incremental Forming2016

    • 著者名/発表者名
      大津 雅亮
    • 学会等名
      日本塑性加工学会北陸支部講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-08
  • [学会発表] 金型を用いたアルミニウム合板の摩擦攪拌インクリメタフォーグ2015

    • 著者名/発表者名
      姜 偉
    • 学会等名
      M&P2015
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによる表裏同時凹凸形状成形2015

    • 著者名/発表者名
      永井駿哉
    • 学会等名
      M&P2015
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングおよびハンマリング加工の組合わせによる発泡アルミニウムの表面緻密層の増厚化2015

    • 著者名/発表者名
      松本 良
    • 学会等名
      M&P2015
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングにより表面緻密層を形成した発泡アルミニウムの圧縮特性2015

    • 著者名/発表者名
      森 成秀
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによるA5052板材の表裏同時加工2015

    • 著者名/発表者名
      大津 雅亮
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] 表裏同時摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによる凹凸形状成形2015

    • 著者名/発表者名
      永井 駿哉
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによる二枚の金属板材の成形・接合同時加工2015

    • 著者名/発表者名
      宋 元霜
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミング法で成形した板材の形状及びひずみ分布計測2015

    • 著者名/発表者名
      大津 雅亮
    • 学会等名
      日本実験力学会2015年度年次講演会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2015-08-28 – 2015-08-29
  • [学会発表] Front and Rear Sides Simultaneous Forming by Friction Stir Incremental Forming2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Otsu
    • 学会等名
      ASMP2015
    • 発表場所
      ロンボク(インドネシア)
    • 年月日
      2015-08-10 – 2015-08-13
    • 国際学会
  • [学会発表] FRICTION STIR INCREMENTAL FORMING OF ALUMINUM ALLOY SHEETS WITH BACK SUPPORT DIE2015

    • 著者名/発表者名
      Wei Jiang
    • 学会等名
      ASMP2015
    • 発表場所
      ロンボク(インドネシア)
    • 年月日
      2015-08-10 – 2015-08-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Friction Stir Incremental Forming of Light Metal Sheets2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Otsu
    • 学会等名
      FiMPART15
    • 発表場所
      ハイデラバード(インド)
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多段成形による摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングにおける成形限界と成形精度の向上2015

    • 著者名/発表者名
      大津 雅亮
    • 学会等名
      塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      慶應大学
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-31
  • [学会発表] 摩擦攪拌インクリメンタルフォーミングによる発泡アルミニウム表面への緻密層形成における増厚化2015

    • 著者名/発表者名
      森 成秀
    • 学会等名
      塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      慶應大学
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-31

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公開日: 2017-01-06  

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