人工知能を応用したアブレシブジェットの3次元計測

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高速度の水噴流によって固体材料を加工するウォ-タ-ジェット技術の発展型として、水噴流にガ-ネット等の固体の砥粒を混入させ加工能力を大幅に向上させたアブレシブジェット技術が新しい材料加工法として注目されている。ウォ-タ-ジェット加工においては水噴流が加工を行うのに対し、アブレシブジェット加工においては高速水噴流に運ばれる砥粒が加工の主役となってることが最近の研究から明らかになりつつある。そこで砥粒(アブレシブ)の飛行速度を測定し、砥粒の加速特性に関する知見を得ることはアブレシブジェット加工技術において極めて重要な課題となっている。しかしながら最大速度が秒火200〜300メ-トルに達する高速性、噴流中心部の水柱、周辺部の水滴・砥粒の混在等が障壁となり、砥粒の飛行速度を測定するのは極めて因難であるとされている。本研究において我々は2台のストロボスコ-プを2方向から同時に短時間に2度発光させ、2台のカメラで同時に2重露光することで砥粒の飛行速度とその時の砥粒の3次元的な位置を測定する技術の開発を行った。開発途中において、もう一方に悪影響を及ぼさない有効な照明方法の開発が因難でかなりの試行錯誤をくり返したが、最終的には2方向からの同時撮影になんとか成功を収めた。そして砥粒の3次元的な速度分布を求めることができた。しかしながら、この研究より得られた砥粒の3次元的な分布結果を検証し、測定値の信頼性を実証することが今後の課題として残されている。