低融点合金を治具とする機械加工技術の開発

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(1)低融点合金の特性を知り(2)材種毎の加工物との相性を探り(3)実際の機械加工用いる事、を目的として本研究を行った。まず(1)について、当該合金の特性を知る為にアルミ丸棒に穴開けを行い、当該合金を充填し→旋削→穴あけ→タップ立てをした。加工性は良くタップも問題なく立てられた。また母材ともしっかりと固着しており当該合金と治具との間に滑りもなかった。これにより当該合金は治具として充分に耐えられる可能性を得た。切削で出た当該合金の切り屑を集め再度溶融してみたが、それらが再利用できるような結合は得られなかった。次に(2)についてステンレス、アルミニウム、銅、真鍮、ポリアセタール樹脂と当該合金との相性を探った。特に、加工終了後に母材から低融点合金が剥がれない場合は治具として不適であることから取り外し性について探った。結果として銅、真鍮は母材表面に低融点合金がなじみ、張り付いてしまう事例が発生した。そのため、これらの対処法を検討したところ、当該合金を充填する前にテフロン系潤滑材を母材表面に塗布することによって、張り付きを軽減できる結果を得られた。今回は5種の材料であるが、どんな材料に対しても使える可能性を示す事が出来た意義は大きいと感じる。最後に(3)について、実際の部品作成の際に用いて検証を行った。一つ目の加工事例とし、薄肉加工を行った。これまでは入れ子と呼ばれる治具を作り、隙間を埋めて薄肉の加工を行ったが当該合金を流し込むだけで、これまでと同等の加工性能を得られた。二つ目の加工事例としてアルミニウム板の薄肉異形状加工した。従来、異形状加工の場合は上記に示した入れ子の準備に手間とコストがかかったが、流し込むだけで切削加工に必要な強度が得られ、従来と同等の加工性能を得られた。これらより本研究では低融点合金が治具として有効に利用できる事を評価できた。また、低融点合金は切り屑にならない限りは簡単に再利用ができ、加工時間の短縮と環境負荷の低減にも役立つ治具であるという結果を得られた。