冷間曲げによる非可展面成形法に関する研究

1)小型ローラプレス機を用いて複雑な非可展面形状を成形することを対象に、微分幾何学に基づく冷間曲げ加工法の理論構築に取り組んだ。具体的には、曲率線に沿ったローリング加工を行いながら、目標形状を効率的に成形するための基礎的な理論を考案した。本手法を用いることで、条押しプレス機と線状加熱とを組み合わせた従来の加工法よりも、より短時間で品質の良い加工の実現が期待される。2)R3年度までに確立した基礎理論を元に、小型ローラプレス機に適した具体的な施工方案を出力するプロトタイプシステムを開発した。システムは、汎用3DCADソフトウェアであるRhinocerosのプラグインソフトウェアGrasshopperを用いて開発することで、ユーザーにとって直感的な操作を可能とするシステムとして取り纏めた。また開発したシステムは、既存の曲率線展開システムと併用することも考慮し、シームレスな連携を可能とする仕様とした。3)様々な外板形状の入力データを用いて、本研究で開発した手法の妥当性の検証に取り組んだ。具体的には、幾何学的観点における曲面形状の分析や、FEMを用いた変形メカニズムの解析、また外板形状の変形結果を予測する逆解析等を実施した。また、それらの検証結果を用いて、開発システムのパラメータに反映させることで、可能な限り入力データの状態に依存せずに安定的に結果を出力するようなパラメータを導出した。4)将来的な社会実装を見据えて、工場内での開発システムの運用方法、ならびに導入に向けた課題点について整理した。

1)小型ローラプレス機を用いて複雑な非可展面形状を成形することを対象に、微分幾何学に基づく冷間曲げ加工法の理論構築に取り組んだ。具体的には、曲率線に沿ったローリング加工を行いながら、目標形状を効率的に成形するための基礎的な理論を考案した。本手法を用いることで、条押しプレス機と線状加熱とを組み合わせた従来の加工法よりも、より短時間で品質の良い加工の実現が期待される。2)R3年度までに確立した基礎理論を元に、小型ローラプレス機に適した具体的な施工方案を出力するプロトタイプシステムを開発した。システムは、汎用3DCADソフトウェアであるRhinocerosのプラグインソフトウェアGrasshopperを用いて開発することで、ユーザーにとって直感的な操作を可能とするシステムとして取り纏めた。また開発したシステムは、既存の曲率線展開システムと併用することも考慮し、シームレスな連携を可能とする仕様とした。3)様々な外板形状の入力データを用いて、本研究で開発した手法の妥当性の検証に取り組んだ。具体的には、幾何学的観点における曲面形状の分析や、FEMを用いた変形メカニズムの解析、また外板形状の変形結果を予測する逆解析等を実施した。また、それらの検証結果を用いて、開発システムのパラメータに反映させることで、可能な限り入力データの状態に依存せずに安定的に結果を出力するようなパラメータを導出した。4)将来的な社会実装を見据えて、工場内での開発システムの運用方法、ならびに導入に向けた課題点について整理した。