Development of discharge surface modification method and metal 3D deposition method using sliding arc plasma

开发使用滑动电弧等离子体的放电表面改性方法和金属3D沉积方法

基本信息

批准号：
20K04189
负责人：
谷貴幸
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tsukuba University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、電極と加工物との間に高速に相対運動を与え、アーク柱を滑らせながら加工することにより、電極材料を被加工物側に移行させる表面改質法を提案している。これまでは、薄肉のパイプ電極を高速に回転させながら、長いパルス幅の放電の発生させ、表面改質を実施してきており、電極成分を加工物に付着させる表面改質は成功している。ただし、加工物がわずかに除去されることやパイプ形状であるため材質が限られるといった問題があった。そこで、同様の効果を細線による相対運動を付与することにより実現を試みた。具体的には、細線に円運動を与え、これを走査することによって実施した。この結果、パルス幅の長い条件においては、相対運動速度がかなり小さい条件においても、加工物はほとんど除去されることなく、電極成分が加工物に移行する現象が確認された。このことは装置構成において非常に有利であり、アークが滑るような特別な条件下でなくても改質加工が可能であること示しており、汎用性の高い技術になる可能性がある。これらの成果に基づき、細線連続押し出し機構を組み込んだ放電加工機を制作し、大面積表面改質あるいは金属３Ｄプリンタにも対応を試みている。ここで用いている材料は高硬度、高融点の材料であるタングステンであり、この材料の転写、堆積加工が実現すれば、工業的な価値は非常に高いといえる。今後も、構成した装置への改良を加えながら、その効果について検討する。

这项研究提出了一种表面修饰方法，其中通过在电极和处理的材料之间给出高速相对运动，将电极材料转移到处理后的一侧，而电弧支柱正在滑动和处理。到目前为止，在高速旋转薄管电极时，已经产生了较长的脉冲宽度放电，已经实现了表面修饰，并且将电极组件粘附到处理材料中的表面修饰已成功。但是，存在一个问题，即由于稍微去除处理，材料略微去除，并且材料受到限制。因此，我们试图通过用细线分配相对运动来实现相同的效果。具体而言，它是通过对细线进行循环运动并扫描它来实现的。结果，在较长的脉冲宽度条件的情况下，即使在相对相对运动速度相当低的条件下，也证实了电极组件的加工被转移到处理的材料上，几乎没有处理处理。这在设备配置中非常有利，表明即使不在诸如ARC之类的特殊条件下，也可以将其修改，这可能是一种通用技术。基于这些成就，还产生了连续挤出机制的排放加工机，并且还试图处理大区域的表面修饰或金属3D打印机。这里使用的材料是钨，高绑带，高效率，如果将这种材料转移和沉积，则可以说工业价值很高。将来，我们将继续检查效果，同时改进组合设备。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

単発放電加工における材料除去過程－アーク柱および材料除去の同期観察－

单次放电加工中的材料去除过程 - 弧柱和材料去除的同步观察 -

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
平尾篤利;後藤啓光;谷貴幸
通讯作者：
谷貴幸

Effect of Electrode Shape on High Aspect Ratio Deep Hole Drilling by EDM

电极形状对电火花高深宽比深孔钻削的影响

DOI：
10.1016/j.procir.2022.09.156
发表时间：
2022
期刊：
Procedia CIRP
影响因子：
0
作者：
HIRAO Atsutoshi;GOTOH Hiromitsu;TANI Takayuki
通讯作者：
TANI Takayuki

細線電極および薄肉パイプ電極を用いた放電加工の試み

使用细线电极和薄壁管电极的放电加工的尝试

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
電気加工技術
影响因子：
0
作者：
辻田容希;谷貴幸;後藤啓光;平尾篤利;毛利尚武
通讯作者：
毛利尚武

放電加工における放電痕形成過程およびカーボン付着の関係

放电加工中放电疤痕形成过程与碳附着的关系

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
辻田容希;谷貴幸;後藤啓光;平尾篤利;毛利尚武
通讯作者：
毛利尚武

円運動細線電極による放電表面改質の試み

尝试使用圆周运动细线电极修改放电表面

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Atsutoshi HIRAO;Hiromitsu GOTOH;Takayuki TANI;Naotake Mohri;小林慎一，平尾篤利;辻田容希，谷貴幸，後藤啓光，平尾篤利，毛利尚武
通讯作者：
辻田容希，谷貴幸，後藤啓光，平尾篤利，毛利尚武