ジルコニアセラミックスの３次元自由形状創成を目的とした加工技術に関する研究

三维自由形状氧化锆陶瓷加工技术研究

• 批准号: 14J06607
• 负责人: 木崎 通
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06607/
• 关键词: ジルコニアセラミックス; レーザ; レーザ援用加工; 切削; 研削; ジルコニア; セラミックス; 有限要素法; 誘導加熱; 脆性

平成27年度には主にジルコニアセラミックスのレーザ援用加工法に関する研究を遂行した．平成26年度までの成果ではレーザを援用した場合でも切削力が100 N程度と比較的高い値となっておりさらなる切削力の減少が必要と思われた．そのため平成27年度はダイヤモンド電着砥石を用いたレーザ援用加工を実施した．ダイヤモンド電着砥石を用いることにより超硬工具を用いた切削加工を実施する場合よりも切削力を抑制することができ，高効率な加工が可能となると考え本研究を実施した．まずは加工条件の最適化を行うためのシステムを開発した．最適化の手順を以下に示す．①FEMを用いて加工部の温度分布を推測．②加工部の温度が最適となるようレーザ照射条件(出力，スポット径，工具・スポット間距離)を最適化．最適化を実施する際は加工部の温度分布が以下の3条件を満足するようにした．(a) 加工部の平均温度が加工に適した温度である．(b) 加工部の温度が一様に分布している．(c) レーザ照射時に材料中に生じる熱応力がジルコニアセラミックスの破壊強度以下である．(c)について最適化する際に，ジルコニアセラミックスの破壊強度は温度依存性を有することを考慮した．またダイヤモンド電着砥石を用いたレーザ援用研削加工実験を実施した．その結果研削力に関して，120 Wの出力のレーザを用いた場合に研削力が非援用時の1/2以下になることが示された．本プロセスは高温環境における破壊靭性値の低下を利用して被削性を向上させるが，実験の結果表面粗さはレーザ援用の影響を受けないことが判明した．しかし電子顕微鏡を用いた詳細観察から，レーザ援用加工時の材料表面にマイクロクラックが存在することが確認された．これはレーザにより温度が上昇し破壊靭性値が低下したためであると考えられる．工具損傷に関して，レーザを援用することによりダイヤモンド砥粒間の隙間への目詰まりが抑制されることが示された．

In Pingcheng 27, there was an increase in the application of the processing method in the study of the processing method. The results of the study in Pingcheng in the year 26 are higher than those in the level of 100 N. It is necessary to think about the need for less cutting force. The mainstone is used to apply the cutting force to restrain the cutting force of the machine. High-rate machining is possible. In this study, it is possible to optimize the processing conditions. The following indicators are used to optimize the processing conditions. 1FEM is used to calculate the temperature distribution of the processing department. 2 the temperature of the processing department is the most efficient radiation condition (output, temperature distribution). (a) the average temperature of the processing department. (B) the temperature distribution of the processing department does not affect the temperature distribution. (a) the average temperature of the processing department. (B) the temperature distribution of the processing department does not affect the temperature distribution. (C) the temperature distribution in the processing department does not change when it is irradiated. Please tell me that the strength is lower than the strength. (C) the strength is lower than the strength. (C) the strength is lower. In this paper, the temperature dependence of temperature dependence is studied in this paper. in this paper, the temperature dependence of temperature dependence is studied, and the mainstone is used to apply the temperature dependence. The 120 W mechanical testing machine is used to evaluate the mechanical properties of the high-temperature environment. The mechanical properties of the high-temperature environment are low. The mechanical properties of the high-temperature environment are reduced by the use of the mechanical properties. The results of the test results show that the mechanical properties of the high-temperature environment are low. The mechanical properties of the environment are low. During processing time, there is a critical mass fraction on the surface of the material to confirm the temperature. The temperature of the temperature is low and the temperature is low. The tool is used to check the temperature, and the equipment is used to check the gap between particles.

项目成果

レーザ援用切削加工法におけるレーザ照射条件決定法に関する研究

激光辅助切割方法中激光照射条件确定方法的研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 木崎 通;田辺 祥太，伊藤 佑介，杉田 直彦，光石 衛
• 通讯作者: 田辺 祥太，伊藤 佑介，杉田 直彦，光石 衛

Experimental analysis of the machinability in the thermally assisted milling process of zirconia ceramics

氧化锆陶瓷热辅助铣削加工性能实验分析

• DOI: 10.1016/j.precisioneng.2016.02.010
• 发表时间: 2016
• 期刊: Precision Engineering
• 作者: Toru Kizaki;Naohiko Sugita;Mamoru Mitsuishi
• 通讯作者: Mamoru Mitsuishi

温度・熱応力解析に基づいたレーザ援用によるジルコニアセラミックスのエンドミル加工

基于温度和热应力分析的氧化锆陶瓷激光辅助端铣

• 发表时间: 2015
• 作者: 木崎 通;田辺 祥太，伊藤 佑介，杉田 直彦，光石 衛;川西慧;田辺 祥太，木崎 通，杉田 直彦，光石 衛
• 通讯作者: 田辺 祥太，木崎 通，杉田 直彦，光石 衛

ジルコニアセラミックスのレーザ援用ミリング加工法に関する研究(第二報)，温度分布予測と加工現象観察

氧化锆陶瓷激光辅助铣削研究（第二报告）、温度分布预测及加工现象观察

• 发表时间: 2015
• 作者: 木崎 通;田辺 祥太，伊藤 佑介，杉田 直彦，光石 衛;川西慧;田辺 祥太，木崎 通，杉田 直彦，光石 衛;川西慧;木崎 通，杉田 直彦，光石 衛;木崎 通，田邊 祥太，杉田 直彦，光石 衛
• 通讯作者: 木崎 通，田邊 祥太，杉田 直彦，光石 衛

Effect of machining parameters on precisiion machining of zirconia ceramics using heated cutting tools

加工参数对热切削刀具精密加工氧化锆陶瓷的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: Kizaki;T.;Kitaguchi;T.;Sugita;N.;Mitsuishi;M.
• 通讯作者: M.