分子吸着による塑性変形挙動の変化を利用した“潤滑”に依存しない切削加工技術の探求

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高精度かつ高能率な付加価値の高い切削加工技術を確立する上で，切削油剤などの供給による加工点近傍への潤滑性向上は欠かせない要素である一方で，著しく過酷な摩擦環境に晒される工具-切りくず界面への潤滑性の付与・維持は極めて困難である．そこで本研究は，従来型の“潤滑”に依存した切削加工技術の限界を打破するため，金属表面への分子の吸着によって引き起こされる塑性変形挙動の変化に着目し，「切削加工における塑性変形挙動のin-situ観察」，「自己集積化単分子膜による吸着分子制御」といったコア技術を軸に研究を展開することで，その作用機序や発現条件を解明していく．そして，同現象を積極的に活用した切削加工技術を構築することで，「“潤滑”に依存しない切削加工特性の飛躍的向上」という新たな価値創出によるブレイクスルーを図るというものである．本年度はまず，DIC解析を援用した切削加工のin-situ観察手法の構築を行い，切削加工プロセスにおける被削材内部のすべり線場，ひずみ，ひずみ速度分布の計算手法を確立した．そして構築した手法を用い，炭素数の異なる脂肪酸を有する切削油剤を用いた実験を行ったところ，(i) 切削加工特性は脂肪酸の炭素水素鎖長さに大きく依存し，炭素数の大きい脂肪酸で著しい切削抵抗の低減効果が得られること，(ii) 脂肪酸による切削抵抗の低減効果は，工具-切りくず界面における潤滑効果ではなく，被削材自由面側に吸着した脂肪酸によってもたらされていること，(iii) 被削材自由面側に吸着した脂肪酸が，吸着面に表面応力場を付与することで，切削低減の低減が起きている可能性があること，などを明らかにした．