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研究紹介

超音波加工による硬脆材料の高品位
加工と
AMポストプロセスへの適用

 超音波加工とは加工液に砥粒を懸濁させて微細に工作物を除去していく加工法です。一般に硬脆材料の加工を行う場合、切削加工では加工による被削材の損傷、エッチングでは加工速度が問題となり、サブミリメートルオーダの微細な加工を行うことは困難です。それに対して超音波加工は、材料の微小脆性破壊による除去加工であるため、加工ひずみや熱の影響を極めて小さくすることが可能であり、硬脆材料に対するサブミリメートルオーダの加工においては最適な加工法であるといえます。ただし、加工対象物のサイズが微小化すると、加工面に残留するチッピングやクラックの影響が大きくなってしまいます。とくに超音波加工法は加工原理上、宿命的に微細なクラックを生じるため、この現象を明らかにし制御することが必要です。
 本研究室では、硬脆材料に対してサブミリサイズの高精度加工を確立するために、超音波加工における材料除去メカニズムの解明と、実用プロセスへの展開を進めています。また本手法はアディティブマニュファクチャリング(金属積層造形)のポストプロセス(後工程)としての応用も期待でき、その可能性も検討しています。

関連論文

Journal of Engineering manufacture, 232, 11 (2018), 1875-1884.
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Wear, 394-395, (2018), 96-108.
Jingsi Wang, Keita Shimada, Masayoshi Mizutani, and Tsunemoto Kuriyagawa
Precision Engineering, 51, (2018), 373-387.
Jingsi Wang, Keita Shimada, Masayoshi Mizutani, and Tsunemoto Kuriyagawa
Advanced Materials Research, 10, 17 (2014), 758-763.
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International Journal of Automation Technology, 8, 6 (2014), 855-863.
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International Journal of Automation Technology, 7, 6 (2013), 614-620.
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