| 研究課題/領域番号 |
63850037
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小林 陵二 東北大学, 工学部, 教授 (70006170)
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| 研究分担者 |
伊吹 征太 (株)電業社機械製作所, 技術企画課長
庄子 哲雄 東北大学, 工学部, 教授 (80091700)
高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
嶋 章 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006168)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| キーワード | 流体工学 / 噴流 / ウォ-タ-ジェット / 加工 / 衝撃破壊 / ノズル / 混相流 |
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| 研究概要 |
ウォ-タ-ジェットにより固体材料を加工する技術を実用化することを目的として、次の研究を実施した。
1.ジェット加工ロボットの製作 高速水噴流を噴出するノズルヘッドをコンピュ-タ制御によるロボット機構により三次元的に所定の送り速度で移動しつつ材料加工を行うことのできるジェット加工ロボットを製作した。
2.高性能ノズルの開発 ウォ-タ-ジェットを噴出するノズルの設計はウォ-タ-ジェット加工の性能を左右する重要なファクタである。よって、ノズルの形状を規定する主なパラメ-タを広範囲に変えた実験によって、好適な性能を示すノズルの形状を見い出した。また、ノズルを製作する際のノズル出口円筒部内面の仕上げ精度が噴流の形成及びウォ-タ-ジェット加工特性の再現性に極めて鋭敏に関係することを明らかにした。
3.高速噴流の構造の解明 収縮ノズルとオリフィスについて、形成される噴流の構造を0.8μsの影写真法によって観測し、両者の相違を明らかにした。また、ウォ-タ-ジェットに対するポリマ添加の影響を調べ、ポリマ濃度の増加に伴って噴流の噴霧化は著しく抑制されるが、噴流の主要な構造は変化しないこと、しかし、ウォ-タ-ジェットの加工能力は、水の場合に比較して濃度1000ppmのとき約3.7倍に増大することを見出した。
4.ウォ-タ-ジェットによる加工のメカニズムの研究 ウォ-タ-ジェット加工のメカニズムは、液塊の高速衝突による水撃作用と固体材料の衝撃破壊であること、固体粒子を添加するアブレシブジェットでは固体粒子の高速衝突による衝撃破壊が加工に対する主要な作用であること、超音速エアジェットは軟質材料の加工に応用できることなどを実験的に解明した。
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