次世代月惑星科学探査のためのマルチワイヤソー研磨法における真空中加工現象の解明

阐明下一代月球和行星科学探索多线锯抛光方法中的真空加工现象

• 批准号: 22K03867
• 负责人: 古谷 克司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyota Technological Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03867/
• 关键词: 切断; 砥粒加工; ソーワイヤ; 岩石; 真空; 月・惑星探査; その場観察; ニッケル; 月惑星探査; 研磨加工; ワイヤソー

太陽系，地球および月の起源や進化を解明するためにさまざまな科学探査が行われている．そのためには，月環境で使用可能な岩石加工装置が必須となる．月は火星よりも環境が厳しく，気圧が10^-6～10^-10Pa，最高温度が120℃程度であるため，機械装置には耐熱性や潤滑の問題が常に付きまとう．そこで本研究では，真空中で岩石を研磨し平滑加工する方法を確立することを目的とする．これまでに様々な真空対応岩石加工機を試作した結果，ダイヤモンドソーワイヤと砥石による加工が有力であることが明らかになっている．そこで，試作する装置では，両者の利点を活かす．真空中でソーワイヤを用いて岩石を切断する場合には，ダイヤモンド砥粒をソーワイヤ心線に固定するためのニッケル電着層が岩石表面に付着し，加工速度が低下する．この特性を考察するために，真空中で摩擦試験をした結果を解析した．放電加工によりしゅう動面を平滑化したダイヤモンド工具をニッケル板上でしゅう動させた．その結果，真空中ではニッケルが延性を示し，摩耗粉としてはく離せず，再度しゅう動面上に付着した．不活性気体であるアルゴンが大気圧となるようにした雰囲気中でも摩擦試験をした．アルゴン雰囲気中でのニッケル板の摩耗は大気中に比べて少なく，真空中に近い傾向が見られた．元素分析結果では，大気中での摩擦試験結果では酸素が検出されたが，真空中，アルゴン中ではほとんど検出されなかった．したがって，ニッケルの摩耗は，雰囲気の圧力ではなく雰囲気中の酸素によりニッケルが酸化されることが原因であることが明らかとなった．ロボットのエンドエフェクタとして用いることができるよう，小型，軽量化した装置を試作中である．

The solar system, the earth および moon, the origin of the moon, the や evolution, the を explanation, the するためにさまざまな scientific exploration, the が journey, the われて る る. Youdaoplaceholder0 ために ために ために, monthly environment で use may な rock processing equipment が must となる. Month は Mars よ り も environment が 厳 し く, 気 圧 が 10 6 ~ 10 ^ - ^ - 10 pa, the highest temperature of 120 ℃ が degree で あ る た め, mechanical device に は heat-resistant や lubrication の problem が に often pay き ま と う. そ こ で this study で は, vacuum で rock を grinding し smooth processing す を る method established す る こ と を purpose と す る. こ れ ま で に others 々 な vacuum 応 seaborne rock processor を attempt し た results, ダ イ ヤ モ ン ド ソ ー ワ イ ヤ と strop stone に よ る processing が powerful で あ る こ と が Ming ら か に な っ て い る. Youdaoplaceholder0 そ で で, try to make a する device で で, both of which are <s:1> active を す す. Vacuum で ソ ー ワ イ ヤ を with い て を rock cut す る occasions に は, ダ イ ヤ モ ン ド strop grain を ソ ー ワ イ ヤ heart line に fixed す る た め の ニ ッ ケ ル electric に pay the し が rock layer surface, low processing speed が す る. The を characteristic を investigation するために, the で friction test in vacuum を た た results を analysis た. Electro discharge machining に よ り し ゅ を う dynamic surface smoothing し た ダ イ ヤ モ ン ド tool を ニ ッ ケ ル board で し ゅ う dynamic さ せ た. そ の as a result, a vacuum で は ニ ッ ケ ル が ductility を し, mo powder consumption と し て は く from せ ず, again し ゅ う に pay the dynamic surface し た. No active 気 body で あ る ア ル ゴ ン が big 気 圧 と な る よ う に し た 雰 囲 気 in で も friction test を し た. In ア ル ゴ ン 雰 囲 気 で の ニ ッ ケ ル plate の "は consumption than large 気 に べ て less な く, vacuum に nearly い tendency が see ら れ た. Elemental analysis results で は, large 気 で の friction test results で は acid element が 検 out さ れ た が, vacuum, ア ル ゴ ン in で は ほ と ん ど 検 out さ れ な か っ た. し た が っ て, ニ ッ ケ ル の "は, 雰 囲 気 の pressure で は な く 雰 囲 気 に の acid in よ り ニ ッ ケ ル が acidification さ れ る こ と が reason で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. ロ ボ ッ ト の エ ン ド エ フ ェ ク タ と し て in い る こ と が で き る よ う, small, quantitative し 軽 た device を attempt in で あ る.

项目成果

月環境における岩石サンプル加工

月球环境下的岩石样品处理

• 发表时间: 2023
• 作者: Minoru Goto;Sho Takeda;Kosuke Ito;Tetsuya Uchimoto;Hiroyuki Miki;日本塑性加工学会 第73回塑性加工連合講演会;古谷克司，大谷拓也，高西淳夫，河野功，春山純一
• 通讯作者: 古谷克司，大谷拓也，高西淳夫，河野功，春山純一