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Ultrasonic heating type incremental sheet forming method creating complex shape and controlling surface function

超声波加热式渐进式板材成形方法创造复杂形状并控制表面功能

基本信息

批准号：
21K03812
负责人：
青木繁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年，フレキシブルかつ変種変量生産に対応可能な，薄肉で複雑形状を有する微細部品の製造技術が要求されている．これを満たすため，軟化させたシート状材料に工具を押し当てて逐次成型するインクリメンタルシート成形（ISF）が，金型を必要としない手法として期待されている．一方で，既存のISFでは，加工原理に起因する亀裂の発生や精度の低さが指摘されており，高精度な複雑形状成形を実現する上で重大な課題である．本研究では，亀裂が生じにくく，成形と同時に表面機能も制御可能な新原理ISF技術「超音波加熱型ISF（Ultrasonic Heating-ISF）」を開発し，高精度かつ高付加価値なマイクロ部品成形を実現する．今年度は．超音波振動を加えながら成形加工する実験を行い，加工特性を実験的に評価するとともに，学術的な裏付けに基づいた最適加工条件の決定指針を確立することを目的とした．超音波振動を加えながら加工することによって潤滑が促進され、摩擦力が低減されることが明らかになった．超音波振動の振幅を大きくすると加工特性が向上することが明らかになり，振動数の影響は小さいことが明らかになった．加工速度については限界があることが確認された．実験結果を確認するためにモデルを構築し，解析を行ったところ，上記の特性を定性的に確認することができた．このことによって，最適な加工条件を決定するための指針を確立するための見通しが得られた．今後，定量的な評価をするために，これまでに構築したモデルを改良するとともに，さらに実験データを取得する．

In recent years, there have been many requirements for the manufacturing process of fine parts due to the possibility of production of various kinds of thin meat and complex shapes. For example, if you want to soften the material, you need to press the tool. If you want to shape the material, you need to press the tool. If you want to shape the material, you need to press the tool. On the one hand, the existing ISF is a major problem in the development of crack generation and low accuracy due to machining principles, and in the realization of complex shape formation with high accuracy. In this study, a new principle of ISF technology "Ultrasonic Heating-ISF" has been developed to realize the formation of high-precision components. This year's year. The ultrasonic vibration is applied to the forming process, and the processing characteristics are evaluated. Ultrasonic vibration increases machining efficiency and reduces friction. The amplitude of ultrasonic vibration is large, the machining characteristics are upward, and the influence of vibration number is small. Processing speed limit is not allowed. The result is confirmed. At this point, it is clear that guidelines for determining optimal processing conditions have been established. In the future, quantitative evaluation will be conducted.