開発項目 「ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）／革新的設計生産技術 次世代型 高性能電解加工機の研究開発」 「平成２６年度 委託先名 ～ 平成２７年度のうち平成２６年度分中間年報」より抜粋 静岡理工科大学 1. 研究開発の内容及び成果等 (1)高 精 度 電 解 加 工 プ ロ ト 機 の 仕 様 検 討 超 硬 合 金 等 の 難 加 工 材 料 を 加 工 す る た め に 必 要 な 電 源 の 仕 様 を 検 討 し た 。加 工 実 験 の た め の 実 験 装 置 を 製 作 し 、各 種 工 作 物 材 料 に 対 し て 加 工 実 験 を 行 っ た 。こ の 結 果 を 基 に 、プ ロ ト 機 の 電 源 仕 様 を 決 定 し た 。ま た 、電 解 加 工 の 加 工 性 能 に 影 響 を 与 え る 電 解 液 の フ ラ ッ シ ン グ についても、実験装置を製作して仕様を検討した。 超 硬 合 金 の 電 解 加 工 は 過 去 の 研 究 で 、速 い 加 工 速 度 を 得 る こ と が で き 非 常 に 可 能 性 の あ る 技 術 で あ る こ と が 示 さ れ た が 、一 方 で 解 決 す べ き 多 く の 課 題 も 残 っ て い た 。そ の 中 で も 重 要 な 問 題 で あ る Co の 溶 出 現 象 を 防 止 で き る か ど う か に つ い て 、 ま ず 検 討 を 行 っ た 。 そ の 結 果 電 解 液 中 に CoCl 2 を 添 加 す る こ と で Co イ オ ン 濃 度 を 増 し 、 両 極 性 電 源 で 加 工 を 行 う こ と で 、 超 硬 合 金 の 品 質 劣 化 な く 、加 工 を 行 え る こ と を 示 す こ と が で き た 。ま た 、電 解 液 の フ ラ ッ シ ン グ を 行 え る 実 験 装 置 を 製 作 し 、電 解 液 の フ ラ ッ シ ン グ 流 量 や 加 工 時 の 電 流 密 度 が 加 工 面 に 与 え る 影 響 に つ い て 調 べ た 。そ の 結 果 、超 硬 合 金 の 電 解 加 工 に お い て 、Co の 溶 出 に よ る 材 料 の 品 質 劣 化 な く 、目 標 と す る 加 工 速 度 で 加 工 で き る 可 能 性 を 示 せ た（ 図 １ ）。以 上 の 結 果 よ り、電解加工プロト機に必要な、電源仕様、電解液フラッシング仕様を明確にできた。 図１ 加工面表面の元素分析結果 （ 従 来 電 解 液 で あ る NaCl 電 解 液 を 用 い て 加 工 し 場 合 は 硬 合 金 成 分 の Co が 減 少 し て い る （ 品 質 劣 化 ） が 、 CoCl2 を 添 加 し た 電解液では品質劣化がない。） 次 に 、加 工 し た 超 硬 合 金 の 成 分 で あ る W（ タ ン グ ス テ ン ）と Co（ コ バ ル ト ）を 回 収 す る 方 法 、お よ び 、電 解 加 工 を 安 定 的 に 継 続 す る 方 法 に つ い て 検 討 し た 。言 う ま で も な く 、超 硬 合 金 の 成 分 で あ る W と Co は 貴 重 な 希 少 金 属 で あ る 。 従 来 、 (特 に 放 電 加 工 で )加 工 さ れ て 除 去 さ れ た 材 料 は 、 粉 末 状 に な り 、 廃 棄 さ れ て い た 。 今 年 度 、 W を CaWO 4 と い う W の 精 錬 工 程 で 得 ら れ る 利 用 し や す い 形 で 回 収 す る 方 法 を 示 す こ と が で き た 。 ま た 、 Co は 電 析 さ せ る こ と で Co と し て 回 収 で き る こ と を 示 し た 。 そ れ に 伴 い 、 加 工 を 安 定 的 に 継 続 す る こ と が で き る 可能性を示すことができた。 (2)プ ロ ト 機 の 設 計 製 造 静 岡 理 工 科 大 学 で 実 施 し た プ ロ ト 機 の 仕 様 検 討 の 結 果 を 反 映 し 、プ ロ ト 機 の 機 械 仕 様 を 検 討し、3 軸駆動のプロト機の機械本体を設計した。 プ ロ ト 機 の 機 械 本 体 は 、形 彫 放 電 加 工 機 を 流 用 す る こ と と し 、形 彫 放 電 加 工 機 に 改 造 を 加 え て 、電 解 加 工 機 プ ロ ト 機 に 必 要 な 機 能 を 付 加 し た 。 Ｘ 、Ｙ 、Ｚ の 軸 を 持 ち 、加 工 液 の フ ラ ッ シ ン グ を 行 う た め の 電 解 液 循 環 装 置 を 搭 載 し て お り 、2015 年 3 月 に 静 岡 理 工 科 大 学 に 設 置 し た 。 来 年 度 以 降 、 電 解 加 工 を 行 う た め の ピ ー ク 電 流 200A 程 度 の 両 極 性 の パ ル ス 電 流 を 発 生させることができる電源装置を製作し、機械に組み込む計画である。 (3)微 細 電 解 加 工 実 験 装 置 の 設 計 製 造 微 細 形 状 の 加 工 を 行 う た め の コ ン パ ク ト な 電 解 加 工 実 験 装 置 を 設 計 し た 。従 来 の 工 作 機 械 本 体 を 流 用 し 、改 造 を 加 え る こ と で 、微 細 加 工 試 験 が 行 え る 小 型 電 解 加 工 試 作 機 と す る 。本 年度は、試験機の機械部分を製作した。（図２） 図２ 微細電解加工実験装置 2. 成果（当該年度分についてのみ記載） (1) 研究発表・講演（口頭発表も含む） 発表年月日 発表媒体 発表タイトル 発表者 平成26年 電気加工学会全国大 超硬合金の電解加工に関 諸井孝行、植松政人、 12月4日 会2014 する研究 後藤昭弘、齋藤長男、 （講演論文集、口頭発 他 表） 平成26年 電解加工研究委員会 超硬合金の電解加工に関 12月15日 （口頭発表） する研究 平成27年 精密工学会2015春季 超硬合金の電解加工に関 後藤昭弘、諸井孝行、 3月17日 大会 する研究 植松政人、齋藤長男、 －電解液フラ （講演論文集、口頭発 ッシングの影響― 後藤昭弘 他 表） 平成27年 電気加工学会誌 超硬合金の電解加工に関 後藤昭弘、諸井孝行、 投稿済査読中 （学術論文） する研究（第１報）－Co 植松政人、齋藤長男、 の溶出防止の方法－ 他
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