− 28 −塑性加工塑性加工AF-2017031一般研究開発助成AF-2017032一般研究開発助成膜形成，機能性複合材料，高機能表面形成コールドスプレー法，ナノ炭素材料，塑性変形層akasaka@mech.titech.ac.jp塑性加工インクリメンタルフォーミングtanaka.shigekazu@shizuoka.ac.jp東京工業大学 工学院 機械系 准教授静岡大学 学術院工学領域機械工学系列 教授赤坂 大樹田中 繁一超音速飛翔粒子の衝突時の塑性変形の解析による複合材料合成の高効率化ダブルサイド・インクリメンタルフォーミングにおける工具配置の最適化粒子を音速投射し，基材への衝突時の塑性変形によって膜を堆積する手法であるコールドスプレー法によってカーボンナノチューブ(CNT)等の機能性ナノ材料を高濃度に含む複合材料膜合成の効率を上げる手法を開発する事を目的として，ナノ機能材料を混合した際の衝突速度の変化，同混合濃度と膜の堆積効率の関係を調査し，炭素系ナノ材料がラバルノズル内で粒子とノズル内面での摺動を抑制し，衝突速度を上げる効果があること，ナノ材料は衝突時に金属等の粒子の塑性変形を阻害することで膜の堆積効率を下げることを明らかとした．この結果を受け，膜の堆積効率と膜へ導入されるナノ材料の高濃度化を実現する為，CNTを塑性変形層としてのニッケルでメッキした粒子を作製し，これをコールドスプレー法に適用し，投射して膜を得ることで元素濃度比で60 at.%を超える炭素が導入された高濃度CNT含有複合材料膜が実現できた．インクリメンタル・フォーミングは，塑性加工のフレキシブル化を目指した新しいCNC加工技術であるが，負のスプリングバックに代表される形状不良に関わる実用化を阻む課題が存在する．ダブルサイド・インクリメンタルフォーミングはこの課題の解決に対する有効な手法である．本研究では，主に難鋼板を想定したFEMを用いて工具配置が残留応力に及ぼす影響を系統的に調べた．その結果，適切な工具系の縦揺れにより，工具パス方向の残留モーメントをほぼ0にすることができる．また，工具間隙は，初期板厚程度にした場合に工具パス方向の残留モーメントが小さくなる．さらに，工具系の横揺れにより，クリアランス部等のたわみ変形を抑制できることを明らかにした．
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