Development of discharge surface modification method and metal 3D deposition method using sliding arc plasma

开发使用滑动电弧等离子体的放电表面改性方法和金属3D沉积方法

• 批准号: 20K04189
• 负责人: 谷 貴幸
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tsukuba University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04189/
• 关键词: 放電加工; 細線電極; 表面改質; 堆積加工; 走査加工; パイプ電極; 金属３Ｄプリンタ; アークプラズマ

本研究では、電極と加工物との間に高速に相対運動を与え、アーク柱を滑らせながら加工することにより、電極材料を被加工物側に移行させる表面改質法を提案している。これまでは、薄肉のパイプ電極を高速に回転させながら、長いパルス幅の放電の発生させ、表面改質を実施してきており、電極成分を加工物に付着させる表面改質は成功している。ただし、加工物がわずかに除去されることやパイプ形状であるため材質が限られるといった問題があった。そこで、同様の効果を細線による相対運動を付与することにより実現を試みた。具体的には、細線に円運動を与え、これを走査することによって実施した。この結果、パルス幅の長い条件においては、相対運動速度がかなり小さい条件においても、加工物はほとんど除去されることなく、電極成分が加工物に移行する現象が確認された。このことは装置構成において非常に有利であり、アークが滑るような特別な条件下でなくても改質加工が可能であること示しており、汎用性の高い技術になる可能性がある。これらの成果に基づき、細線連続押し出し機構を組み込んだ放電加工機を制作し、大面積表面改質あるいは金属３Ｄプリンタにも対応を試みている。ここで用いている材料は高硬度、高融点の材料であるタングステンであり、この材料の転写、堆積加工が実現すれば、工業的な価値は非常に高いといえる。今後も、構成した装置への改良を加えながら、その効果について検討する。

In this study, a surface modification method was proposed for the electrode material to be moved between the workpiece and the workpiece at high speed. The surface modification of the electrode composition was successfully carried out on the processed material.ただし、加工物がわずかに除去されることやパイプ形状であるため材质が限られるといった问题があった。The same results were achieved in the same way. The concrete and fine lines of motion are connected to each other. As a result, it was confirmed that the electrode components were transferred from the workpiece to the workpiece under the condition of long amplitude, small relative motion velocity, and removal of the workpiece. This kind of equipment is very advantageous in terms of composition, slip and special conditions, and is possible in terms of high technology and versatility. The results of this research include: basic materials, fine wire connection, mechanism assembly, metal processing machine manufacturing, large area surface modification, metal 3D surface modification, etc. The materials used in this field are materials with high hardness and melting point. The materials used in this field are materials with high hardness and melting point. The materials used in this field are materials with high hardness and melting point. In the future, the improvement of the structure of the device will be discussed.

项目成果

単発放電加工における材料除去過程－アーク柱および材料除去の同期観察－

单次放电加工中的材料去除过程 - 弧柱和材料去除的同步观察 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 平尾篤利;後藤啓光;谷貴幸
• 通讯作者: 谷貴幸

Effect of Electrode Shape on High Aspect Ratio Deep Hole Drilling by EDM

电极形状对电火花高深宽比深孔钻削的影响

• DOI: 10.1016/j.procir.2022.09.156
• 发表时间: 2022
• 期刊: Procedia CIRP
• 作者: HIRAO Atsutoshi;GOTOH Hiromitsu;TANI Takayuki
• 通讯作者: TANI Takayuki

細線電極および薄肉パイプ電極を用いた放電加工の試み

使用细线电极和薄壁管电极的放电加工的尝试

• 发表时间: 2021
• 期刊: 電気加工技術
• 作者: 辻田容希;谷貴幸;後藤啓光;平尾篤利;毛利尚武
• 通讯作者: 毛利尚武

放電加工における放電痕形成過程およびカーボン付着の関係

放电加工中放电疤痕形成过程与碳附着的关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 辻田容希;谷貴幸;後藤啓光;平尾篤利;毛利尚武
• 通讯作者: 毛利尚武

円運動細線電極による放電表面改質の試み

尝试使用圆周运动细线电极修改放电表面

• 发表时间: 2022
• 作者: Atsutoshi HIRAO;Hiromitsu GOTOH;Takayuki TANI;Naotake Mohri;小林慎一，平尾篤利;辻田容希，谷貴幸，後藤啓光，平尾篤利，毛利尚武
• 通讯作者: 辻田容希，谷貴幸，後藤啓光，平尾篤利，毛利尚武