2019 Fiscal Year Annual Research Report
Complex 3D Shape Creation Based on Cutting Simulator and On-Machine Tool Shaping (Fostering Joint International Research)
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16KK0144
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
中本 圭一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379339)
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| Project Period (FY) |
2017 – 2019
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| Keywords | 超精密切削加工 / セッティング誤差 / 金型加工 / ダイヤモンド工具 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機上で成形した工具を用いて加工した形状を機上計測により保証する，究極の超精密自律型工作機械を開発しており，この超精密自律型工作機械が予測機能を具備するための加工シミュレータの構築と微小径ダイヤモンド工具の機上成形による切削加工の更なる微細化を目指した．
ブレーメン大学では，提案されている独自の計算法を基に，工具形状の転写により創成される微細加工形状を数学的に解析する手法を確立した．また，種々の工具形状へ適用できる工具モデルの一般化と，複雑な5軸あるいは6軸同時制御加工の加工動作への拡張にも取り組み，自らのこれまでの実験結果だけでなくブレーメン大学の超精密加工機による加工形状と突き合わせて，構築する加工シミュレータの妥当性と一般性を検証した．さらに，これまでに提案してきた「両端止り溝」の加工手法と，ブレーメン大学独自の「Diamond Chiseling」と呼ばれるマイクロ・ナノ構造の加工手法とを組み合わせ，3次元微細形状の超精密切削加工に取り組んだ．
一方，カイザースラウテルン大学では，先方の超精密切削加工用工具の設計や製作に関する知見を参考にして，微小径で複雑な刃先をもつ回転・非回転ダイヤモンド工具の成形する技術の確立に取り組んだ．
国内では，構築した加工シミュレータの妥当性の検証，及び，渡航先では検証できない複雑な3次元形状の超精密切削加工と，それにより自由度が高まる工具形状の成形・再生を試みるために，所有する超精密切削加工機による実験を実施した．さらに，製造リードタイムの短縮に向けて，膨大な計算負荷がかかるCADモデルを用いた工具経路生成の代わりに，自由曲面とテクスチャの光学的な設計式から直接的に工具経路を生成する手法の開発に取り組んだ．
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