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半導体レーザ制御に基づく焼入れフォーミングによる工場の自動化と折り紙工学との融合

基于半导体激光控制和折纸工程的工厂自动化与硬化成形相结合

基本信息

批准号：
19J11870
负责人：
眞鍋裕輝
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11870/
关键词：
レーザレーザ焼入れレーザフォーミング折り紙工学

项目摘要

本研究では，製品の強度を増加させるためのレーザ焼入れ（熱処理）と製品の形を作るレーザフォーミング（成形）を同時に遂行する新手法，レーザ焼入れフォーミングを達成した．本研究では，主に残留応力の測定やリアルタイム変形プロセスモニタなどの手法を用いた実験的手法と，有限要素法や移動熱源予測シミュレーションによるシミュレーションの観点からの手法を用いることによって基礎理論を確立し，それぞれの加工を統合する際の問題点を解決していく手順を取った．これにより，従来手法では専用の加工機械で遂行されていた加工を1つの機械に統合する手法が開発された．この加工プロセスの統合により，工場の省スペース化や加工時間の短縮が見込まれる．また，このレーザ焼入れフォーミングによる加工製品に対し，工作機械を用いて薄鋼板の表面仕上げ加工（研磨加工）を達成した．これにより，従来では困難であると考えられていた薄鋼板の無変形の焼入れ鏡面を得ることに成功したのみならず，近年見られるレーザ加工機を搭載した工作機械によって，製品の削りだしから成形，熱処理，最終仕上げまでの一連の工程を統合することに成功した．さらに，レーザ焼入れフォーミングの適用先として折り紙工学との統合を模索し，複雑形状の板バネを試作した．この試作板バネの性能をバネ定数の測定や有限要素法による解析などの観点から評価し，レーザ焼入れフォーミングと折り紙工学との統合の実現可能性に関して示した．

This study では, products をの strength raised plus させるためのレーザ焼 into れ (hot 処 principle) と products の form を make るレーザフォーミング (forming) をに carries out at the same time する new technique, レーザ焼 into れフォーミングを reached した. This study では, main measure のに residual 応 forces やリアルタイム - shaped プロセスモニタなどの gimmick を with いた be と験 gimmick, や moving heat source of the finite element method to measure シミュレーションによるシミュレーションの観 point からの gimmick を with いることによってしを established basic theory, Youdaoplaceholder0 <s:1> process を integrate する international <s:1> problem points を solve <s:1> てくくく take った by hand in sequence を. これにより従 to technique では専での processing machine carries out されていた processing を 1 つの mechanical integration にする gimmick が open 発された. <s:1> <s:1> processing プロセス <e:1> integration によ, workshop <s:1> saving スペススや processing time <e:1> shortening が see 込まれる. また, このレーザ焼 into れフォーミングによる products processing にし seaborne, work with mechanical をいて sheet steel のげ processing on its surface (grinding) を reached した. これにより従 to では difficult であると exam えられていた sheet steel の no - shaped の焼 into れ mirror をることに successful したのみならず, in recent years, see られるレーザ processor を carry した working machinery によって, products の cut りだしから forming, hot 処, eventually foster げまでの integration for の engineering をすることに successful した. さらに, レーザ焼 into れフォーミングの apply first として fold り ZhiGong learn との integration を die し, complex shape 雑の plate バネを attempt した. この try made バネの performance をバネ destiny の determination や finite elements method による parsing などの観 point から review 価し, レーザ焼 into れフォーミングと fold り ZhiGong learn との integration の possibility be now に masato して in した.