Ultrasonic heating type incremental sheet forming method creating complex shape and controlling surface function

超声波加热式渐进式板材成形方法创造复杂形状并控制表面功能

基本信息

批准号：
21K03812
负责人：
青木繁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年，フレキシブルかつ変種変量生産に対応可能な，薄肉で複雑形状を有する微細部品の製造技術が要求されている．これを満たすため，軟化させたシート状材料に工具を押し当てて逐次成型するインクリメンタルシート成形（ISF）が，金型を必要としない手法として期待されている．一方で，既存のISFでは，加工原理に起因する亀裂の発生や精度の低さが指摘されており，高精度な複雑形状成形を実現する上で重大な課題である．本研究では，亀裂が生じにくく，成形と同時に表面機能も制御可能な新原理ISF技術「超音波加熱型ISF（Ultrasonic Heating-ISF）」を開発し，高精度かつ高付加価値なマイクロ部品成形を実現する．今年度は．超音波振動を加えながら成形加工する実験を行い，加工特性を実験的に評価するとともに，学術的な裏付けに基づいた最適加工条件の決定指針を確立することを目的とした．超音波振動を加えながら加工することによって潤滑が促進され、摩擦力が低減されることが明らかになった．超音波振動の振幅を大きくすると加工特性が向上することが明らかになり，振動数の影響は小さいことが明らかになった．加工速度については限界があることが確認された．実験結果を確認するためにモデルを構築し，解析を行ったところ，上記の特性を定性的に確認することができた．このことによって，最適な加工条件を決定するための指針を確立するための見通しが得られた．今後，定量的な評価をするために，これまでに構築したモデルを改良するとともに，さらに実験データを取得する．

近年来，已经有需要用薄壁和复杂形状制造精美的零件，这些零件具有柔性且兼容可变的变化。为了满足这一点，将工具压在柔软的板状材料上并彼此模制的工具被预期是一种不需要模具的技术。另一方面，现有的ISF指出，由于加工原理和较低的精度而发生裂缝，这是实现高精度复合形状成型的关键问题。在这项研究中，我们开发了一种新的原理ISF技术，称为“超声加热ISF（超声加热ISF）”，该技术不太可能引起裂缝，并允许与成型同时控制表面功能，从而达到高精度和高增值和高增值微型机构。今年。目的是进行实验，其中将超声波振动应用于成型和加工，实验评估处理特征，并建立基于学术支持的最佳处理条件的准则。已经揭示了通过施加超声振动并减少摩擦力来促进润滑。据揭示，增加超声振动的幅度可以改善加工特性，并且振动频率的影响很小。已经确认处理速度有限制。当我们构建一个模型以确认实验结果并进行了分析时，我们能够在定性上确认上述特征。这提供了一个观点，可以建立确定最佳处理条件的准则。将来，为了提供定量评估，我们将改善迄今为止构建的模型，并获取进一步的实验数据。