微細放電加工における電極材料付着現象を利用したマイクロ・ラピッドプロトタイピング

利用微放电加工中电极材料粘附现象的微快速成型

基本信息

  • 批准号:
    12750096
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は微細放電加工において工具電極材料を工作物上に付着させ,微細な3次元形状を造形する新しい加工法の開発を目的としている.鋼などの実用金属の付着や異種金属の接合が可能なことから,本加工法は微小機械部品やマイクロセンサなどの直接造形に利用できると考えられる.初年度は任意の形状を造形する技術の開発を行い,平面上に均一な厚さで曲線を描いたり,斜め上方へ所望の角度で付着物を成長させることが可能になった.しかし,工具電極を走査して面を塗りつぶしたり線を積層させた場合には,付着物同志の密着性が良好でなく内部に空洞が残存する場合があることがわかり,本方法の実用化を考える上での課題となった.本年度は柱状に造形した試片に対して曲げ試験を行い,強度などの機械的特性を評価した.その結果,付着物の構造が緻密な湯合は母材と同程度の強度が得られるが,付着物の表面あるいは内部に空洞状の欠陥が存在する場合はそこに応力が集中するため付着物の強度が低下することがわかった.この空洞状の欠陥の発生は付着物の放電点近傍の温度と密接に関係していると考えられることから,付着造形物の品質を改善するための加工条件を温度の観点から検討した.まず,放電電流値を変化させて得られた付着物の表面と内部の状態を観察した結果,放電電流が大きい場合は内部に欠陥は発生しないが表面の状態が悪く,反対に放電電流値が小さい場合は表面の状態は良好だが内部に欠陥が多く発生することがわかった.そして,放電電流値が小さい場合に放電頻度を高くすると表面にも内部にも空洞状の欠陥が発生せず,付着物の品質が改善されることがわかった.この結果はまた,初年度に課題として残った付着物同志の密着性の問題に対しても有効な対策を示唆していると思われる.
本研究的目的是开发一种新的加工方法,在微放电加工中将工具电极材料附着到工件上,形成微小的三维形状。可以附着钢等实用金属并连接异种金属。正因为如此,古松人们认为该方法可用于微机械零件和微传感器的直接建模。在第一年,我们将开发创建任意形状的技术,例如在平坦的表面上绘制厚度均匀的曲线,或在对角线上沉积。所需角度然而,当扫描工具电极填充表面或堆叠线时,沉积物之间的粘附性不好并且内部可能会残留空洞,显然这种方法是有效的。今年,我们对制成柱状的样品进行了弯曲试验,以评估其强度等机械性能是否可以获得与基材相同的强度,但粘合力不同。研究发现,当物体的表面或内部存在空洞状缺陷时,应力会集中在那里,沉积物的强度会降低。这种空洞状缺陷的发生取决于物体放电点附近的温度。由于这被认为与内部状态密切相关,因此如果放电电流较大,则内部状态会变差。发现当放电电流值小时,不出现缺陷,但表面状况较差,相反,当放电电流值小时,表面状况良好,但内部出现许多缺陷。该结果还解决了第一年仍然存在的沉积物之间的粘附问题。有效解决问题。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ricardo Itiro ORI: "Mechanical Properties of Object Obtained with Micro-EDM Deposition Process"Proceedings of 6th International Conference on Progress of Machining Technology. (to be presented). (2002)
Ricardo Itiro ORI:“通过微电火花沉积工艺获得的物体的机械性能”第六届国际加工技术进展会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
早川伸哉: "微細放電付着加工における放電面の観察"2001年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (発表予定). (2001)
Shinya Hayakawa:“微放电粘附加工中放电表面的观察”2001年日本精密工程学会春季会议论文集(待发表)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Ori Ricardo Itiro: "微細放電付着加工の加工特性"2000年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 326 (2000)
Ori Ricardo Itiro:《精细放电粘合加工的加工特性》2000年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集326(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shinya HAYAKAWA: "Fabrication of Microstructure using EDM Deposition"Proceedings of 13th International Symposium for Electromachining(ISEM). 783-793 (2001)
Shinya HAYAKAWA:“利用 EDM 沉积制造微结构”第 13 届国际电加工研讨会 (ISEM) 论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shinya Hayakawa: "Fabrication of Microstructure using EDM Deposition"Proc.13th International Symposium for Electro Machining. (発表予定). (2001)
Shinya Hayakawa:“利用 EDM 沉积制造微结构”Proc.13th International Symposium for Electro Machining(即将发表)。
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