助成研究成果報告書Vol.34
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− 20 −塑性加工塑性加工キーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス[応用分野]関西大学 システム理工学部機械工学科 教授[応用分野]熊本高等専門学校 生産システム工学系MIグループ 講師AF-2018019-B2一般研究開発助成AF-2018020-B2一般研究開発助成成形加工,医療デバイス,無痛穿刺システム蚊の生体模倣,マイクロニードル,射出成形,回転穿刺aoyagi@kansai-u.ac.jp塑性加工マグネシウム合金板,衝撃塑性加工,数値解析nishima@kumamoto-nct.ac.jp青柳 誠司西 雅俊蚊の針のサイズを追求した中空マイクロニードルの微細成形加工衝撃塑性加工を用いたマグネシウム合金厚板の冷間加工に関する基礎研究蚊は下唇という鞘状の器官で口針を皮膚直上で支えるとともに、皮膚に張力を与え、その状態で口針を往復回転(正負方向の交互回転)させることにより、皮膚をたわませることなく口針を皮膚に穿刺している。このような蚊の口針とその穿刺方法を模倣して、以下のことを行った。1)生分解性プラスチックであるポリ乳酸を材料とし、現行の金属製の針よりも細い、外径130マイクロメートルの中空微細針を射出成形法により作製した。金型構造の工夫をし、針先端まで樹脂が充填され、かつ芯材となるピン(後で離型し針の中空部を形成する)が偏心したり折損したりしない成形を行った。2)針を回転させる携帯型デバイスを作製した。モータの回転をマイコンにより制御可能である。また血液の吸引もできる。3)皮膚を真空吸引して張力を与えるデバイスを開発した。4)これらを組み合わせて卓上型の無痛採血デバイスを開発した。痛みと吸血の評価を行った。省エネルギー化を期待できる材料に,実用金属中最軽量,高比強度で,高リサイクル性のマグネシウム合金が注目されている.しかし発火性,加工(成形)性,腐食性など課題があり,性能向上に向けて研究されている.マグネシウム合金の加工性の課題を解決できる可能性がある塑性加工法の一つに衝撃成形法がある.衝撃成形法の優位性は,難加工材マグネシウム合金板の衝撃成形法の優位性は,室温と同等の温度条件下(常温)で成形を行うことができること,大きい成形量を実現できることである.本稿では,爆薬を衝撃エネルギー源とした衝撃成形法について,実験と数値解析の両方でマグネシウム合金の型成形について調べて,この手法の有効性を明らかにしている.

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