コンピュータ制御の複合加工による新しい補綴物製作システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08457535
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 宮崎 隆 昭和大学, 歯学部, 教授 (40175617)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 元植 昭和大学, 歯学部, 助手 (40276605) ; 堀田 康弘 昭和大学, 歯学部, 講師 (00245804) ; 玉置 幸道 昭和大学, 歯学部, 助教授 (80197566)
• Keywords: 放電加工 / レーザ溶接 / +フライス加工 / 数値制御 / CAD / CAM

Research Abstract

歯科技工における省力化を目的として加工テーブルやエネルギー制御にコンピュータを利用した補綴物製作に関する基礎研究を行った。放電加工に関しては過去の研究により加工データの蓄積があったため、本年度はレーザ溶接に関する加工データの収集を行った。現在市販のNd:YAGパルスレーザ溶接機の単発パルスのエネルギー/時間特性はレーザの制御回路に依存したものであり、矩形波に近いパルスの製品が多い。被加工物に対し照射エネルギーが過大である場合、被加工物に多量のスパッタが発生し溶接の質が低下する。逆にエネルギーが小さい場合、充分な溶け込み深さが得られず、有効接合面積が低下し全く接合力が得られない。特に被加工物の厚みが薄くなるほどこの傾向は顕著になる。本研究で使用したレーザ溶接機は単発パルスの時間軸にPWM回路によるエネルギー制御を行い、パルスの初期は大エネルギーとし、ある時刻よりエネルギーを抑えた階段状のパルスを発生させることが可能である。試験片として市販チタン材を用い溶け込み深さに関する実験を行った。その結果、エネルギー制御を行わない場合は溶け込み深さの確保とスパッタの減少を両立するエネルギー設定の範囲が狭く、エネルギー制御を行った場合は広い範囲でエネルギー設定を行うことが可能だった。実際の使用においては被加工物の厚み・形状は様々であり、溶接のエネルギー設定はオペレータの熟練度を基に行うものと考えられるが、エネルギー制御を行った場合はその自由度が増し、余り熟練度のないオペレータでも良好な溶接が可能になると思われる。また、本研究ではこの溶接機をNC加工機として用いるため、エネルギー設定の自由度が大きいことは制御に膨大なデータベースを必要とせず、システム構築において簡素化が期待出来る。
次年度は過去の放電加工のデータ及び今回の実験データを基に加工システムの構築を行う。