嶋崎一真さん，山縣充紀さんが「第21回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト（日刊工業新聞社主催）」で奨励賞を受賞

　日刊工業新聞社主催の「第21回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト」（2022キャンパスベンチャーグランプリ中国）において，中国地方16大学・短大・高専・専門学校から応募された119件の中から，嶋崎一真さん，山縣充紀さん（機械システム工学専攻機械系）のグループが提案した「半プラスチック製品」が優秀賞（エネルギア中国電力賞）を受賞しました．このアイディアは，弁当柄の廃棄についての学生同士の何気ない会話から着想を得ました．なお，受賞のアイデアは機械システム工学専攻の大学院科目「高度創成デザイン」の講義で学生が発案したものを本コンテストに応募したものです． 　

日付2023/1/19

研究室機械工学コース

図１　キャンパスベンチャーグランプリ中国 優秀賞（エネルギア中国電力賞）を受賞した嶋崎一真さん（中央）と山縣充紀さん（中央右）

「機械系エンジニア歩き方2023」交流会を開催

　2023年1月13日に「機械系エンジニア歩き方2023」交流会を「岡山国際交流センター」で開催しました．本学機械系の卒業生であり，企業で活躍されている機械系エンジニア（先輩）と在校生が参加する実践型教育として今年で17回目の開催となります．在校生は，現在取り組んでいる研究内容や自己アピールを先輩エンジニアの皆様に発表しました．一方，先輩からは研究内容や自己アピールについてのコメントや機械系エンジニアの働き方や考え方を在校生へ紹介頂いて質疑応答を行いました．
　交流会では，午前の部（10:00～13:00）に32社，午後の部（14:30～17:30）に31社，合計63社の企業にご協力頂き，73名の在学生と交流を行いました．在校生1人12社以上のさまざまな業種の先輩エンジニアと交流しました．在校生は積極的に先輩エンジニアとの交流に臨んでおり，今まで知らなかった仕事内容や企業，仕事に取り組む姿勢などを知ることができ，今後の進路を考える上で大変参考になるとても有意義な時間となりました．また，先輩エンジニアからは，対面での開催に関して肯定的な意見を多く頂きました．
　今年度は新型コロナウイルス感染症拡大後，初めての対面開催となりました．新型コロナウイルス感染症罹患者数が再び増加している時期であったこともあり，在校生にはフェイスガードの着用を義務づけ，企業デスクを除菌シートで拭いてから次へ移動すること等，感染症対策にも気をつけての開催となりました．また，感染症対策として参加企業数をこれまでより大幅に少なくせざるを得なかったことから，申し込み頂きながら参加頂けない企業が多数あったことは残念でした．今後，新型コロナウイルス感染症の影響が十分に小さくなり，感染拡大前の開催方式に戻れることを期待するところです．来年度は1月12日に「ピュアリティまきび」で開催予定です．
　最後に本会の開催にあたって工学部機械系同窓会より多大なご支援と補助を頂きましたことを付記して深謝致します． 　

日付2023/1/13

研究室機械工学コース

図１　交流会の様子１

図２　交流会の様子２

是澤律秀さんが2022年度 精密工学会九州支部・中国四国支部 久留米地方講演会でベスト プレゼンテーション賞を受賞

　2022年12月3日に久留米工業大学でハイブリッド開催された2022年度 精密工学会九州支部・中国四国支部 久留米地方講演会で，機械加工学研究室の是澤律秀さん（M2）が「ベスト プレゼンテーション賞」を受賞しました．
　研究内容：難削材の研削加工に用いられるcBN砥石は，ダイヤモンド・ロータリ・ドレッサを用いたツルーイング（形直し）直後の砥粒切れ刃の突出し高さが十分得られず良好な切れ味が発現されないため，加工能率を低下を招く要因の一つとなっています．そこでこの研究では，ウエット・ブラスト加工技術を用いて，砥石作業面の断面形状に曲率を有する総形ビトリファイドcBN砥石を高能率にドレッシングすることを目的としています．研究では，ウエット・ブラスト加工による結合剤の除去特性を明らかにし，その結果を基に，砥石軸方向の砥石送り速度を制御することで，総形砥石の形状に応じて砥石作業面を一様にドレッシングする方法を提案しました． 　

日付2022/12/3

研究室機械加工学研究室

図１　ベストプレゼンテーション賞 賞状

Investigation on Mechanism of Edge Shape Change in Large-area Electron Beam Irradiation by Thermo-fluid Analysis

　2022年11月11日～14日に台湾，台北市で開催された国際会議The 4th International Conference on Machining, Materials and Mechanical Technologies (IC3MT2022)において，特殊加工学研究室の田島響さん（M1）が「BEST STUDENT PAPER AWARD」を受賞しました．
　研究内容：工業製品の製造過程で生じるエッジ部は，用途に応じて所望の曲率半径を設けるフィレット加工が必要となります．近年，工業製品の小型化や高精度化に伴い，微細エッジ部の曲率半径を制御するマイクロフィレット加工の需要が増大しています．これまでの研究で，被加工物の極表面を瞬時かつ均一に溶融することができる大面積電子ビーム照射法により，直方体形状や複数穴エッジ部の曲率半径を増大できることを明らかにしてきました．エッジ部の形状変化は凸部への電子集中現象，および凸部での熱拡散のしにくさに起因すると考えられます．ここで，工作物のエッジ部に所望の曲率半径を得るためには，大面積電子ビーム照射におけるエッジ部形状変化メカニズムの解明が必要です．
　本研究では，溶融金属の流動現象を再現できる熱流体解析によって，エッジ部形状変化メカニズムの解明を試みました．エッジ部への電子集中現象を考慮した熱流体解析モデルを構築し，解析で得られたエッジ部の形状と実験で得られた形状が精度良く一致することを示しました．また，熱流体解析によって，直方体形状の工作物に対して大面積電子ビームを1shot照射した際の，エッジ部形状変化メカニズムを明らかにすることができました． 　

日付2022/11/11-14

研究室特殊加工学研究室

図１　熱流体解析結果

図２　IC3MT2022「BEST STUDENT PAPER AWARD」賞状

工作物端面付近加工時のノズル噴射がワイヤ放電加工特性に及ぼす影響

　2022年6月24日に木村匠吾君が一般社団法人電気加工学会より，電気加工学会全国大会（2021）で発表した内容に対して，電気加工学会全国大会賞を受賞しました．
　研究内容：ワイヤ放電加工では，加工溝から加工粉をいかに効率よく排出するかが安定した放電状態を維持するために重要となる．そのため従来，加工と同時に工作物の上下から同軸ノズルを用いて加工液噴射を行い，加工粉排出を促している．近年，生産現場では工作物端面付近を加工する場合に加工が不安定となり加工精度が悪化することが問題視されている．そこで本研究では，工作物端面付近加工時のワイヤ放電加工特性を解明するとともに，加工液流れや加工粉排出状況，ワイヤ撓みについて加工実験や数値流体解析(CFD)，構造解析を用いて検討した．加工実験では工作物端面に近いほど，加工特性が低下することがわかった．解析では，図1に示すように工作物端面に近いほど加工溝内の加工液の流速が低下し，工作物端面側へのワイヤ撓みが増大することが確認できた．よって，工作物端面付近加工時の加工特性の低下は，加工液の流速低下による加工粉排出状況の悪化やワイヤ撓み増大によるものであることが明らかとなった． 　

日付2022/6/24

研究室特殊加工学研究室

図１　ワイヤ放電加工中の加工溝内の加工液流れとワイヤ撓み

図２　一般社団法人電気加工学会「電気加工学会全国大会賞」賞状

下津遥河君が工作機械技術振興賞（奨励賞）を受賞

　下津遥河君が公益財団法人工作機械技術振興財団の工作機械技術振興賞（奨励賞）を受賞しました．
研究内容：回転する丸い材料に高速で回転する砥石を切り込み，正確な寸法に仕上げる加工を「円筒研削」といいます。円筒研削では，材料を削る際に大きな力が発生するため，砥石を切り込んだ量よりも，実際に材料が削られる量が少なく，直径がいくらに仕上がるかを推定することは困難です。そこで，砥石を回転させるモーターの電力を測定し，電力の変動からどの程度材料が削られたか推定する手法を機械加工学研究室では構築し，直径約90mmの鉄を削った際に，削られた量を1マイクロメートル（千分の1ミリ）の精度で推定することに成功しました。さらに，加工を繰り返すと砥石の切れ味が低下し，砥石を回転させるモータの消費電力が大きくなるため，砥石の切れ味の変化も考慮できることが確認でき，本研究成果を用いて，より高精度な研削加工の実現が期待されます．

日付2022/06/13

研究室機械加工学研究室

図１　授賞式での賞状を手にする下津君

マルチワイヤ放電スライシングにおけるウェハ厚さ均一性に関する検討

　吉田匠君が公益財団法人工作機械技術振興財団より工作機械技術振興賞・奨励賞を受賞しました．
　研究内容：近年，太陽電池および半導体材料として用いられるシリコンやパワーデバイスとして利用される炭化ケイ素の需要が増加しています．それらの製品を安定的に供給するため，より高効率かつ高品位なインゴットのスライシング技術が求められています．そこで，マルチワイヤソー法に放電加工技術を取り入れた，マルチワイヤ放電スライシング法が開発されました．しかし，インゴットのように工作物切断幅が刻々と変化する材料に対してスライシングを行うと，加工の進展にともないウェハ厚さが減少することが課題となっています．そこで本研究では，加工の進展にともなうウェハ厚さの均一性向上を目的として，加工の進展にともなうワイヤ電極と工作物間の極間距離制御手法を改善しました．それにより切断方向におけるウェハ厚さの均一性を向上させることに成功しました．（図1参照）

日付2022/06/13

研究室特殊加工学研究室

図１　極間距離制御手法改善前後のウェハ模式図と実際のウェハ画像

図２　公益財団法人工作機械技術振興財団「工作機械技術振興賞・奨励賞」賞状

放電加工による内部空間形状の創成に関する基礎的研究

　2022年4月21日に岡田 晃 教授が一般社団法人 日本機械学会より「2021年度日本機械学会賞(論文)」を受賞しました．
　受賞論文の概要：現在の機械加工技術では，小径入口穴を通して金属材料内部に大きな内部空間形状を形成することは難しい．これは，加工中に工具先端に大きな加工反力が作用し，工具が変形したり破損したりするためである．一方，放電加工では加工反力が極めて小さいため，適切に穴内部で変形する工具電極機構が実現できれば，内部空間形状加工実現の可能性が高い．本論文では，形彫放電加工機に備わった標準的な電極サーボ送り制御と電極回転機能を利用し，入口穴径の数倍以上の直径を有する軸対称空間形状を工作物内部に形成することを目的とし，新たに開発した公転球電極を用いた内部空間形状加工について実験的検討を行った．この電極は，加工機ヘッドに取り付けられる回転丸棒部と先端に電極球が接続された傾斜丸棒とが連結された構造となっており，加工機主軸の回転によって電極球に作用する遠心力を変化させることで傾斜角度を精度よく制御できる．公転球電極を用いた場合の電極消耗率や加工面粗さ等の放電加工特性を解明するとともに，いくつかの軸対称内部空間形状の加工を試み，下穴直径に対して十分大きな円筒形や球形の内部空間形状の加工に成功した．また，傾斜角とZ座標の同時二軸制御による水平面形状も精度よく加工可能であった．電極形状とその軌跡に対応した加工形状が精度よく得られる放電加工の特長を最大限に生かした加工法であり，放電加工技術の可能性を拡大する意義ある研究である．

日付2022/04/21

研究室特殊加工学研究室

図１　一般社団法人 日本機械学会「2021年度日本機械学会賞(論文)」賞状

機械設計学研究室の活動がテレビで紹介

　2022年4月13日に，機械設計学研究室の活動がテレビ新広島「発見！アドレナ人」にて紹介されました．
　こちらのホームページにて放送時の様子が公開されています．

日付2022/04/18

研究室機械設計学研究室

篠永東吾助教が優秀研究者賞を受賞

　2022年3月29日に篠永東吾助教が公益社団法人精密工学会中国四国支部より優秀研究者賞を受賞しました．

日付2022/03/29

研究室特殊加工学研究室

図１　公益社団法人精密工学会中国四国支部「優秀研究者賞」賞状

図２　贈賞式での写真

日本機械学会中国四国学生会第52回学生員卒業研究発表講演会で優秀発表賞を受賞

　2022年3月3日にオンラインで開催された日本機械学会中国四国学生会第52回学生員卒業研究発表講演会において，福永昂生君（伝熱工学研究室），原田絃暉君，田島響君（特殊加工学研究室）がそれぞれ優秀発表賞を受賞しました．
　受賞した３名の講演題目は以下の通りです．
　・福永昂生「高分子収着剤粒子層における水蒸気脱着挙動」
　・原田絃暉「リングモード近赤外CWレーザ光を用いた石灰石焼成法の基礎的検討」
　・田島　響「大面積電子ビーム照射によるエッジ部形状変化の熱流体解析」

日付2022/03/03

研究室伝熱工学研究室，特殊加工学研究室

第20回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト（日刊工業新聞社主催）」で奨励賞を受賞

　日刊工業新聞社主催の「第20回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト」（2021キャンパスベンチャーグランプリ中国）において，中国地方16大学・短大・高専・専門学校から応募された93件の中から，庵谷和希君，甲斐直人君，越智彬裕君（機械システム工学専攻機械系）からなるグループが提案の「学習用動画投稿アプリ『スタディー・ボンバー』」で奨励賞を受賞しました．このアイディアは，近年の動画コンテンツ需要拡大と学習手段の多様化に着想を得ました．なお，受賞のアイデアは機械システム工学専攻の大学院科目「高度創成デザイン」の講義で学生が発案したものを本コンテストに応募したものです．

日付2022/02/07

研究室機械工学コース

図１　キャンパスベンチャーグランプリ中国 奨励賞（日刊工業新聞社賞）の受賞者（右から，庵谷和希君，甲斐直人君，越智彬裕君）

2021年度精密工学会中国四国支部・九州支部共催 「岡山地方講演会」で優秀講演賞を受賞

　2021年11月27日にオンラインで開催された2021年度精密工学会中国四国支部・九州支部共催 「岡山地方講演会」において，藤井英毅君（機械加工学研究室），片山貴史君，森本紘太君（特殊加工学研究室）がそれぞれ優秀講演賞を受賞しました．
　受賞した３名の講演題目は以下の通りです．
　・藤井英毅「円筒トラバース研削におけるびびり現象に関する基礎的研究」
　・森本紘太「ツインスポットビームによる鉄鋼材料のレーザ切断―溝幅方向へのツインスポット配置―」
　・片山貴史「大面積電子ビーム照射によるAl-Si合金AM造形物表面の機械的特性向上」

日付2021/11/27

研究室機械加工学研究室，特殊加工学研究室

レーザピーニングにおける圧縮残留応力付与効果向上に関する研究

　2021年9月21日から27日までにオンラインで開催された2021年度精密工学会秋季大会学術講演会にて，梅津皓平さんが「レーザピーニングにおける圧縮残留応力付与効果向上に関する研究」について発表し，ベストプレゼンテーション賞を受賞しました．
　研究内容：建物の設計寿命に伴い、疲労き裂発生が懸念されています．疲労き裂を防止するための手段として，従来より，鋼球を金属表面に衝突させて圧縮残留応力を付与するショットピーニングが用いられていますが，ショットピーニングは，ショット粒が試料表面に残存する可能性が高いことや定量的な管理をすることが難しいなどの課題があります．一方，レーザ光を用いたレーザピーニングはショット粒が残留する心配がなく，レーザ光の照射条件や照射位置を精密に決めることができ，制御性に優れていることから，高い安全性が求められている市場，微小部品，複雑形状を有する部品への適応が期待されています．しかし，パルス幅やレーザ光の照射スポットサイズなどが圧縮残留応力付与効果に及ぼす効果を体系的に議論した報告はほとんどありません．そこで本研究では，レーザピーニングの体系的検討を目的とし，圧縮残留応力付与効果向上に関する検討を行いました．図１はレーザピーニング中のプラズマ発光を観察した様子を示しており，ノズル噴射を用いることで，レーザ光照射部により大きなエネルギーを投入でき，圧縮残留応力付与の効果が向上することが明らかになりました．

日付2021/09/27

研究室特殊加工学研究室

図１　レーザピーニング中のプラズマ発光観察画像（ノズル噴射の有無によるプラズマ発光の違い）

図２　2021年度精密工学会秋季大会学術講演会「ベストプレゼンテーション賞」賞状

CWレーザの斜め照射と高速走査による金属表面への微細溝形成とそのメカニズムに関する検討

　2021年3月16日から22日までにオンラインで開催された2021年度精密工学会春季大会学術講演会にて，田浦のぞみさんが「CWレーザの斜め照射と高速走査による金属表面への微細溝形成とそのメカニズムに関する検討」について発表し，ベストプレゼンテーション賞を受賞しました．
　研究内容：レーザを用いた溝加工は，材料表面に対する機能性の付与などを目的に，広く実用化されています．従来この溝加工は，非常に短い時間で規則的にレーザの出力を区切ることで高出力が得られるパルス発振レーザが用いられてきました．しかし，この手法では加工速度に制限が生じる問題があります．そこで，より高速な加工を行うために，連続したエネルギー出力が可能な連続発振CWレーザを用いた溝加工が期待されています．しかし，CWレーザにより得られる微細溝形状について，その形成プロセスは未だ明らかとなっていません．そこで本研究では，CWレーザを用いて形成される微細溝について，その溝幅や溝高さなどの制御を目的とし，現象解明を試みました．図1に示すように熱流体解析により実験結果に近い溝形状を再現することができ，高速度カメラ観察の実験結果と比較することで，これまで明らかにされていなかったCWレーザを用いた溝形成現象の解明に近づきました．

日付2021/03/22

研究室特殊加工学研究室

図１　熱流体解析を用いた溝形状と実験結果の比較

図２　2021年度精密工学会春季大会学術講演会「ベストプレゼンテーション賞」賞状

ワイヤ放電加工における加工液ノズルフラッシングがコーナー加工形状に及ぼす影響

　精密工学会誌（2020 年 86 巻 6 号 pp.480-485）へ掲載された学術論文「ワイヤ放電加工における加工液ノズルフラッシングがコーナー加工形状に及ぼす影響」について，岩井宏樹君が2020年度精密工学会研究奨励賞を受賞しました．
　研究内容：ワイヤ放電加工では，加工によって発生した加工粉や気泡が狭い極間に滞留することで二次放電が起き，放電集中が生じやすくなる．そして，表面粗さや形状精度の悪化，さらに加工速度の低下を招く．さらに，コーナー形状加工の際には，形状精度の悪化が顕著になり，ワイヤ断線も直線加工の場合と比べ生じやすい．しかし，コーナー形状加工時の加工液流れや加工粉排出状況，ワイヤ撓みの詳細はこれまで明らかではなかった．そこで，本論文では，コーナー形状の1st-cut加工時のノズルフラッシングによる加工液流れや加工粉排出状況，ワイヤ撓みについて数値流体解析(CFD解析)や構造解析を用い検討した．解析結果より，図1に示すような加工液流れによるワイヤ姿勢はコーナー加工後0.5mmまでに急激に変化し，コーナー内側方向に撓むことが明らかとなった．このことから，ノズル噴射もコーナー形状精度を悪化させる主要因であることが分かった．また，放電反力によるワイヤ撓みを合わせて考慮し解析したところ，実験結果と一致したことから，ノズル噴射によるワイヤ撓みの解析結果の高い妥当性が示され，またコーナーだれの変化を正確に予測できることが明らかとなった．

日付2021/03/17

研究室特殊加工学研究室

図１　コーナー形状加工時の加工液流れ場と加工溝形状

図２　2020年度「精密工学会研究奨励賞」賞状

日本機械学会中国四国学生会第51回学生員卒業研究発表講演会で優秀発表賞を受賞

　2021年3月4日にオンラインで開催された日本機械学会中国四国学生会第51回学生員卒業研究発表講演会において，奥野恭輔君（伝熱工学研究室），庵谷和希君，白神　翔君，光延晃也君（特殊加工学研究室）がそれぞれ優秀発表賞を受賞しました．
　受賞した４名の講演題目は以下の通りです．
　・奥野恭輔「ゾル-ゲル法によるテトラコサン内包マイクロカプセルの作製とその熱物性評価」
　・庵谷和希「集光特性を考慮したピコ秒パルスレーザ照射によるガラスの微細溶接」
　・白神　翔「支持治具を用いた曲がり穴放電加工の高性能化」
　・光延晃也「連続発振レーザの高速走査による軟鋼表面への溝形成とそのメカニズムに関する基礎的研究」

日付2021/03/04

研究室伝熱工学研究室，特殊加工学研究室

Effect of Free-electron Density on Joining Characteristics in Micro-welding of Glass by Ultrashort Pulsed Laser

　2021年2月2日から15日までオンラインで開催された第27回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム（27th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics：Mate2021）において，欧陽智勇君が「Effect of Free-electron Density on Joining Characteristics in Micro-welding of Glass by Ultrashort Pulsed Laser」について発表し，Mate2021奨励賞を受賞しました．
　研究内容：ガラスは光学的に高い透過性を有しており，化学的耐久性に優れることから，光学機器や半導体分野など幅広い分野に応用されています．近年ではガラスに対する精密な微細接合技術が要求されています．超短パルスレーザ光を用いると，接着材などの中間層を用いずにガラス同士を直接接合することが可能です．ここで，超短パルスレーザ光をガラス内部に集光させた際，非線形吸収により溶融領域が形成されることから，自由電子密度の検討は溶接プロセスのメカニズム解明に重要と考えられます．そこで本研究では，数値解析によって自由電子密度を求め，自由電子密度が接合特性に及ぼす影響について検討を行いました．図1に示す自由電子密度解析の結果から，集光レンズの開口数によって，レーザ照射時におけるガラス内部の自由電子密度が変化することを見出しました．

日付2021/02/08

研究室特殊加工学研究室

図１　集光レンズの開口数が自由電子密度に及ぼす影響

「第19回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト（日刊工業新聞社主催）」で特別賞を受賞

　日刊工業新聞社主催の「第19回 学生によるビジネスプラン提案コンテスト」（2020キャンパスベンチャーグランプリ中国）において，中国地方20大学・短大・高専・専門学校から応募された129件の中から，太田翔也君，田浦のぞみさん，盧　家昱君（機械システム工学専攻機械系）からなるグループが提案の「水溶性マスク」で特別賞（日刊工業新聞社賞）を受賞しました。このアイディアは，新型コロナウイルスや環境などの社会問題に焦点を当てたワールドワイドなビジネスプランとして特に高評価を得ました。なお，受賞のアイデアは機械システム工学専攻の大学院科目「高度創成デザイン」の講義で学生が発案したものを本コンテストに応募したものです。

日付2021/01/20

研究室特殊加工学研究室

図１　キャンパスベンチャーグランプリ中国 特別賞（日刊工業新聞社賞）の受賞者（左から，田浦のぞみさん，太田翔也君，盧　家昱君）

図２　キャンパスベンチャーグランプリ中国 特別賞（日刊工業新聞社賞）の賞状

放電加工による二層構造表面層形成に関する基礎的検討

　2020年9月1日から7日までにオンラインで開催された2020年度精密工学会秋季大会学術講演会にて，特殊加工学研究室の池内祐貴君が「放電加工による二層構造表面層形成に関する基礎的検討」について発表し，ベストプレゼンテーション賞を受賞しました．
　研究内容：放電加工は金型の加工に広く用いられています．近年，放電仕上げ技術の進展により，加工面の鏡面仕上げが可能となっています．それゆえ，放電仕上げ面を金型表面として直接利用できる可能性があります．この場合，放電仕上げ面の表面特性が金型の性能や寿命を大きく左右することになります．これまで，放電加工面に炭化クロム含有層を形成した場合，加工面の表面硬度や耐食性等が向上することを明らかにしています．本研究では，耐食性を維持しつつさらなる表面硬度の向上と表面粗さ低減を目的として，炭化クロム含有層の上に炭化タングステン含有層を形成することで加工面に二層構造表面層の形成を試みました．図1に示す断面の元素マッピングおよび成分ライン分析の結果から，本加工法によって加工面に段階的にタングステンとクロムを含有させられることが明らかとなりました．

日付2020/12/22

研究室特殊加工学研究室

図１　放電加工による二層構造表面層形成

図２　2020年度精密工学会秋季大会学術講演会「ベストプレゼンテーション賞」賞状

Accurate Estimation of Workpiece Dimension in Plunge Grinding without Sizing Gauge

　2020年11月23から26日にかけてオンライン開催された18th International Conference on Precision Engineering （ICPE2020）で，機械加工学研究室の大西 孝 助教らの研究チームがBest Paper Awardを受賞しました．
　研究内容：円筒状の部品を回しながら，高速で回転する砥石を外周に切り込むこと部品を定められた直径に精度よく仕上げ，また表面を滑らかにする加工法を円筒研削といいます．円筒研削では，加工中に砥石が材料を削り取る際に火花が出るほど多くの熱が生じ，削られている部品に熱が流入するため，寸法に狂いが生じます．また削っている最中の力は大きく，削られている製品を支持する部分がごくわずかに曲がるため，いくら削られたかを測定しながら加工を進める必要があります．本研究では，削られている製品の外径がいくら減少したか，測定装置を用いずとも容易に把握できる手法を開発しました．砥石を回転させるモータの電力を測定し，材料が除去された量を推定するとともに，製品の熱膨張量もシミュレーション解析することで，加工終了後に十分冷却された後の直径の減少量を高精度に予測することに成功しました．具体的には，直径80mmの円柱状の材料を削る際に，加工量を直径3μm以内の精度で予測することができました．このように，加工中の現象を知能化技術により解析することで，熟練技能者に頼らなくても高い精度で製品を仕上げることが期待できます．

日付2020/11/23-26

研究室機械加工学研究室

図１　研削中の様子
砥石（右）と削られる製品（左）の接点では火花が生じ，製品は熱膨張するうえに，削られる際に大きな力が発生するので，砥石から製品が逃げるため，寸法を測定しながら削る必要がありますが，本研究では寸法の測定装置を用いなくても，どれだけ製品が削られたかを把握できる知能化システムを開発しました．

図２　Best Paper Awardの賞状
ICPEは精密工学会が1974年から開催している歴史のある国際会議で，今回のICPE2020では精密加工や計測，生産工学に関わる240件近い発表が行われました．

Fundamental Study on Micro-edge Filleting by Using Large-area Electron Beam Irradiation Method

　2020年11月23日から26日にかけてオンラインで開催された国際会議The 18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)において特殊加工学研究室のZehua Zhou君（M2)がYoung Researcher Awardを受賞しました．
　研究内容：工業製品の製造過程で生じるエッジ部は，用途に応じて所望の曲率半径を設けるフィレット加工が必要となります．近年，工業製品の小型化や高精度化に伴い，微細エッジ部の曲率半径を制御するマイクロフィレット加工の需要が増大しています．一方で，複数穴のエッジ部に対してフィレット加工を行う場合，工具を用いた従来加工法では長時間を要する場合があります．そこで，大面積電子ビームを用いた高能率マイクロフィレット加工の可能性について検討しました．凸部への電子集中現象，および凸部での熱拡散のしにくさを利用することで，エッジ部に任意の曲率半径が得られる可能性があります．適切なビーム照射条件とすることで，図1に示すように直方体形状を有する工作物のエッジ部が丸みを帯び，曲率半径rが変化していることがわかります．本研究で得られた結果より，大面積電子ビーム照射法はマイクロフィレット加工に有用である可能性が示されました．

日付2020/11/23-26

研究室特殊加工学研究室

図１　大面積電子ビーム照射法を用いたマイクロフィレット加工

図２　Young Researcher Awardの賞状

ランダムフォレスト手法を用いた砥石決定支援システムの内挿予測精度評価

　2020年9月10日に行われた2020年度砥粒加工学会学術講演会において妻鳥尭生君（M2)が優秀講演賞を受賞しました．熟練技能者であっても適切な決定が困難な研削砥石の選定に対して，AI技術を応用した自動選定支援システムを構築し，その有用性を検証した結果が高く評価されました．

ABTEC2020: http://www.scoop-japan.com/kaigi/abtec/

• リンク

日付2020/10/30

研究室機械加工学研究室

図１　研削砥石選定支援システム概要図

図２　優秀講演賞賞状

一般社団法人 溶接学会 中国支部 溶接技術奨励賞を受賞

　2020年3月26日に岡本康寛准教授が一般社団法人 溶接学会 中国支部 溶接技術奨励賞を受賞しました．

日付2020/03/26

研究室特殊加工学研究室

図１　一般社団法人 溶接学会 中国支部「溶接技術奨励賞」の賞状

大面積電子ビーム照射によるマルエージング鋼の表面改質に関する基礎的研究

　2019年12月14日に佐世保工業高等専門学校で開かれた2019年度精密工学会九州支部・中国四国支部佐世保地方講演会にて，渡部隼君が「大面積電子ビーム照射によるマルエージング鋼の表面改質に関する基礎的研究」を発表し，ベストプレゼンテーションを受賞しました．
　研究内容：マルエージング鋼は高硬度，高靭性などの優れた機械的性質を有しており，精密金型などに用いられている特殊鋼です．マルエージング鋼を金型として使用する際，一般的に表面平滑化および表面改質が必要とされています．
　本研究では，大面積電子ビーム照射法により，マルエージング鋼の表面平滑化および表面改質を試みました．本加工法により，わずか数分でビームの有効径60㎜以内のマルエージング鋼表面を大面積に一括して平滑化できることを明らかにしました．また，図1に示す試料断面の元素マッピング結果から，電子ビームを照射した極表面においてマルエージング鋼に含まれるモリブデン（Mo）が濃化することが明らかになり，表面改質効果が得られることを見出しました．

日付2020/1/23

研究室特殊加工学研究室

図１　大面積電子ビーム照射によるマルエージング鋼表面へのMo濃化層の形成

図２　2019年度精密工学会九州支部・中国四国支部佐世保地方講演会「ベストプレゼンテーション」の賞状

Investigation on Concentric Mutual Lapping characteristic for Improvement in Sliding Surface Function of SiC Ceramics

　2019年12月9日にSouthern University of Science and Technology (SUSTech)で行われたThe 22nd International Symposium on Advances in Abrasive Technology (ISAAT2019)で谷本悠輔君（M2)がExcellent Paper Awardを受賞しました．

ISAAT2019:
http://www.isaat2019.com/

受賞者: Yusuke Tanimoto+, Hayato Koyama+, Hiroyuki Kodama*, Kazuhito Ohashi*
(+: 本学学生，*: 教員)

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日付2019/12/9

研究室機械加工学研究室

一般社団法人日本機械学会 熱工学部門 功績賞 国際功績賞を受賞

　2019年10月12日に冨田栄二教授が一般社団法人日本機械学会 熱工学部門 功績賞 国際功績賞を受賞しました．

日付2019/10/12

研究室動力熱工学研究室

データマイニングに支援されたモノづくりシステムに関する研究

　2019年8月29日に埼玉大学で行われた2019年度砥粒加工学会学術講演会で児玉紘幸講師が令和元年度砥粒加工学会奨励賞を受賞しました．
　研究内容：多岐に渡る条件因子を有する切削工具（図１）ならびに研削砥石（図２）について，これまで熟練技能者らが試行錯誤的に行ってきたこれら機械加工工具の選定に，データマイニング手法を適用することによって，工具パラメータの数多くの選定条件の傾向抽出が行えることを示した．非熟練技能者でも最適な工具や加工条件を容易に決定することが可能な支援システムを構築し，設計から製造までのプロセスを合理化する工業的有用性をもたらす．機械加工学と情報工学を融合した新たな分野の創出に先立つものであるだけではなく，今後の指針を与える大きな役割を担っている．

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日付2019/8/29

研究室機械加工学研究室

図１　切削条件決定支援システム概要

図２　研削砥石選定支援システム概要

アブレイシブジェットによるマイクロ形状制御パターニング 第2報：スリットによる微細スロープ動圧溝の高精度化

　2019年8月28日に埼玉大学で行われた2019年度砥粒加工学会学術講演会で和田大智君が「アブレイシブジェットによるマイクロ形状制御パターニング 第2報：スリットによる微細スロープ動圧溝の高精度化」を発表し，計測エンジニアリングシステム奨励論文賞を受賞しました．
　研究内容：アブレイシブジェット加工とは硬度の高い材料を粉末状にした砥粒と圧縮空気を混合させた噴流をノズルから工作物に対して噴射することで材料の除去を行う機械加工法の一種です．本受賞対象論文はアブレイシブジェット加工を動圧軸受の性能向上を目的としたmmレベルの微細な表面テクスチャリングの形成に応用したものです．図1のように軸受表面に微細な溝を加工することで動圧軸受の高精度な回転が可能となります．図2のような動圧軸受の圧力解析により得られた溝深さの変化する理想的な微細テクスチャリング形状をアブレイシブジェットにより高能率かつ高精度にパターニングできることを実証しました．

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日付2019/8/28

研究室機械加工学研究室

図１　アブレイシブジェットでパターニングしたマイクロ動圧溝

図２　動圧軸受の圧力解析結果

クロム粉末混入放電加工による高機能金型表面の形成

　2019年6月20日に大田区産業プラザPiOで行われた型技術者会議2019において，型技術者会議2018で発表した論文「クロム粉末混入放電加工による高機能金型表面の形成」に対して，藤井圭太さんが第29回型技術者協会賞 奨励賞を受賞しました．
　研究内容：放電加工は金型の加工に広く用いられるが，放電加工面を金型表面として直接利用することはほとんどなく，一般に手磨き仕上げが必要とされる．近年，放電仕上げ技術の進展により，放電仕上げ面を金型表面として直接利用できる可能性が示されている．このような場合，放電仕上げ面の表面特性が金型の寿命を大きく左右することになる．
　本研究では金型材料コストの低減を目的として，比較的安価な炭素工具鋼SK105に対しクロム粉末を加工液に混入した，クロム粉末混入放電加工を試み，加工面に炭化クロム含有表面層が形成され，表面硬度や耐食性が向上することを明らかにした．さらに，表面粗さが小さく，かつ表面特性に優れた放電仕上げ面を形成するために，クロム粉末とシリコン粉末の2種類の粉末を加工液に混入した，Cr/Siハイブリッド粉末混入放電加工を試みた．その結果，図1に示すように，最適なシリコン粉末混入濃度の条件で表面粗さを低減でき，硬質炭化クロム含有層が形成されることが明らかとなった．また，電気加工条件の最適化によって表面粗さを実用可能レベルの1μmRz以下に減少することにも成功した．

日付2019/6/20

研究室特殊加工学研究室

図１　シリコン粉末混入濃度が表面粗さおよびクロムの含有率に与える影響

図２　第29回型技術協会賞贈賞式

Study on Reduction of Slope Angle of Kerf in Thick Plate Cutting of Mild Steel by Fiber Laser

　2019年5月21日から24日まで広島国際会議場で開催されたThe 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing （LAMP2019，LPM Conference と HPL Conference により構成）にて，門永星護君が「Study on Reduction of Slope Angle of Kerf in Thick Plate Cutting of Mild Steel by Fiber Laser」について発表し，The HPL 2019 Best Student Awardを受賞しました．
　研究内容：レーザ切断は非接触かつ精密切断が可能であることから産業用途に広く普及している加工法です．レーザ切断では図1のようにレーザ光照射により溶融させた材料を同軸ノズルから噴射したアシストガスで連続的に除去することで加工を行います．近年はファイバレーザによる酸素アシストガスを用いた厚板切断が普及しつつありますが，近赤外光であるファイバレーザによる切断加工では厚板下部で溝幅が増加してしまうことが課題となっています．
　そこで，この切断溝幅の広がり角（加工溝傾斜角）を改善するため，軟鋼厚板のファイバレーザ切断における加工溝傾斜角の低減手法を検討しました．レーザ切断実験とアシストガスの数値流体解析を組み合わせて議論することにより，加工溝傾斜角低減に必要なアシストガス流れの要素を明らかにしました．

日付2019/5/24

研究室特殊加工学研究室

図１　レーザ切断の概要

図２　The 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing （LAMP2019）「The HPL 2019 Best Student Award」の賞状

放電加工による三次元空間形状創成に関する基礎的研究

　2019年3月6日に山口大学工学部 常盤キャンパスで開かれた日本機械学会 中国四国学生会第49回学生員卒業研究発表講演会にて，三浦隆が「放電加工による三次元空間形状創成に関する基礎的研究」を発表し，優秀講演賞を受賞しました．
　研究内容：現在の機械的除去加工技術では，金属材料内部に入口穴よりも十分に大きな三次元空間を形成することは困難である．これを実現するには小径入口穴を通過できる細い切削工具を挿入し，工具軸方向と異なる方向への加工が必要であり，工具形状を屈折や湾曲させる必要がある．しかし，細長い工具先端に大きな加工反力が加工方向と逆方向に作用するため，変形した工具姿勢の維持は極めて難しく，また工具が破損する可能性もある．一方，放電加工は電極に作用する加工反力が極めて小さいため，材料を除去したい位置に電極を移動できれば三次元空間形状加工が可能であると考えられる．
　そこで，本研究では図１に示すような回転電極とリード部の連結部分が自由に可動できる電極構造を考案し，リード部傾斜角度，リード部長さ，電極Z座長を適切に制御することでそれを用いた内部空間加工法を提案している（図２）．今回の報告ではその基礎検討として，リード部傾斜角度を電極の回転に伴う遠心力によって制御の可否を検討した．また，単純な三次元空間形状を創成し，その高い可能性を見出した．

日付2019/03/06

研究室特殊加工学研究室

図１　特殊構造電極による電極球の位置制御

図２　所望の三次元空間形状

有機系収着剤による蓄熱システムの水蒸気収着時の発熱特性

　2019年3月6日に山口大学で行われた日本機械学会 中国四国学生会　第49回学生員卒業研究発表講演会で佐藤匠君が「有機系収着剤による蓄熱システムの水蒸気収着時の発熱特性」について発表し，優秀発表賞を受賞しました．
　研究内容：近年，熱エネルギーの有効利用技術の1つとして蓄熱技術が注目されています．これは，熱エネルギーを直接または化学エネルギーなどに変換して貯蔵するものであり，工場排熱や太陽熱などの再生可能エネルギーの利用を実現する技術です．本研究では，100?C以下の熱を回収することを目指し，有機系収着剤を用いた蓄熱システムの構築と，水蒸気が収着するときの発熱特性について調査しました．図1は本システムの構成を示しており，相対圧が1の条件で温度を変化させた場合，ピーク放出熱量は温度とともに増加するものの積算放出熱量は温度によらず一定であることを確認しました．

• 発表原稿
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日付2019/03/06

研究室伝熱工学研究室

図１　収着剤を利用した蓄熱システムの概要

図２　表彰状

Ti-25Nb-7Al合金における焼入れ組織と機械特性に及ぼす溶体化温度の影響

　2018年8月20日に香川大学で行われた日本金属学会中国四国支部第 58 回講演大会で，元吉達也君が「Ti-25Nb-7Al合金における焼入れ組織と機械特性に及ぼす溶体化温度の影響」を発表し，12月4日に高松市レグザムホールにて優秀発表賞を受賞しました．
　研究内容：人工骨などの生体材料にチタン合金が使われており，生体適合性として低ヤング率が求められている．受賞者はTi-25Nb-7Al合金のヤング率に及ぼす溶体化温度の影響を調査した．2相領域からの焼入れではヤング率は一定の110GPaとなったが，高温相域からの焼入れで50GPaを下回るヤング率を達成した．ただし高温域でも温度が高すぎると，凍結空孔量の影響でヤング率が増加することを組織変化の観点から考察した．

• 発表原稿
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日付2018/12/04

研究室構造材料学研究室

図１　Ti-25Nb-7Al合金のヤング率とβ相分率に及ぼす溶体化温度の影響

図２　日本金属学会中国四国支部「優秀学生賞」の賞状

金属AM造形物の大面積電子ビーム表面欠陥修復法に関する基礎的研究

　2018年10月27日に高松センタービルで開かれた2018年度精密工学会中国四国支部香川地方学術講演会にて，渡邊泰生君が「金属AM造形物の大面積電子ビーム表面欠陥修復法に関する基礎的研究」を発表し，優秀講演賞を受賞しました．
　研究内容：金属の付加製造技術（Additive Manufacturing: AM）は3Dモデルデータを元に立体形状を造形する加工法です．この加工法は従来の加工方法では実現不可能あるいは極めて困難な形状の創成を可能とすることから，近年では航空機や自動車用部品，生体材料部品への応用が期待されており，その用途は広がってきています．しかし，金属AM造形物の表面は造形時に形成されるポロシティ（空孔）やスパッタなどの表面欠陥が存在しており，表面粗さの増加や表面強度の低下を招くことがあります．
　そこで本研究では，大面積電子ビーム照射法による金属AM造形物の表面欠陥修復を検討しました．本加工法は，有効直径約60mm程度の大面積に高エネルギー密度を有する電子ビームを照射することで，金属材料の極表面を非接触かつ瞬時に溶融・蒸発させることができます．本加工法を用い，適切なビーム照射条件で照射すると，図1のように金属AM造形物に存在するポロシティを修復できることが明らかとなりました．また，スパッタの消滅も確認できています．すなわち，大面積電子ビーム照射法が金属AM造形物の表面欠陥修復法として有用である可能性を示すことができました．

日付2018/10/27

研究室特殊加工学研究室

図１　大面積電子ビーム照射により，ポロシティ（空孔）が塞がれ表面欠陥が修復された様子

図２　2018年度精密工学会中国四国支部香川地方学術講演会「優秀講演賞」の賞状

光学的燃焼可視化装置(OCA)による極低硫黄燃料油の着火性および燃焼性の評価

　2018年10月29日に岡山コンベンションセンターで開かれた第88回マリンエンジニアリング学術講演会にて，窪田裕也君が「光学的燃焼可視化装置(OCA)による極低硫黄燃料油の着火性および燃焼性の評価」を発表し，優秀講演賞を受賞しました。
　研究内容：定容容器内で1回だけ噴霧燃焼が可能な装置を開発しました。まず，本装置は，縦長の装置であり，高温，高圧状態の作成，燃料噴射などはPLCで制御されています。フォトダイオードが高さ方向に4か所に設置されています。OHラジカルなどの紫外光から可視光までの波長を捉えます。燃料噴射弁が開いてから４つのうち最初に信号に変化のあった時期までを着火遅れとしています。また，高速度カメラを用いて，毎秒1万駒で火炎の様子を観察しました。実際に，A重油，C重油，極低硫黄燃料油を燃焼させ，その着火遅れ，着火位置，火炎長さ，後燃えなどを比較，検討しました。その結果，今回の極低硫黄燃料油はA重油よりも少し着火性や燃焼性が悪いものの，C重油よりも良く，使用しても問題はなさそうであることが分かりました。

日付2018/10/29

研究室動力熱工学研究室

図１　定容燃焼容器

図２　噴霧火炎の高速度写真

Ti-10Mo-7Alの短時間焼戻しによるマルテンサイト変態

　2018年7月28日に広島工業大学で開かれた軽金属学会中国四国支部大会にて，荒木稜君が「Ti-10Mo-7Alの短時間焼戻しによるマルテンサイト変態」を発表し，優秀講演賞を受賞しました。
　研究内容：軽量・低コストで加工性に優れたチタン合金として本研究室で開発したTi-10Mo-7Al合金は，不思議な変態挙動を示します。一般の鉄鋼材料では高温から水冷するとマルテンサイトと呼ばれる硬い組織が瞬時に形成され，焼戻しを行うとマルテンサイトは消滅します。開発した合金でも水冷でマルテンサイトが形成され，200℃での焼戻しで消滅しましたが，さらに高温でごく短時間処理を行うと再びマルテンサイトが形成されることがわかりました。本発表では焼戻しによるマルテンサイトの形成温度範囲を調査し，300℃以上でマルテンサイトが形成されることを明らかにしました。この結果を説明できるMs（マルテンサイト開始温度）曲線を提案するとともに，時間依存性を持つマルテンサイト変態であることを示唆しました。

日付2018/07/28

研究室構造材料学研究室

図１　左から水冷材，200℃-5min，400℃-3s処理材の光顕組織

The 3rd International Student Symposium on Power and Mechanical Engineering at Okayama 2018

　本学工学部と大学間協定を結ぶ中国・同済大学の教授3名（Qirong TANG副学部長含む），職員１名及び大学院生１５名が7月23日から7月28日、本学津島キャンパスを訪問しました。
　まず、両大学の学生３５名らによる国際シンポジウム「The 3rd International Student Symposium on Power and Mechanical Engineering at Okayama 2018」を2日間行いました。シンポジウム後、岡山県内外の企業等の見学会を行いました。サマーセミナーの期間、岡山大学のキャンパスツアーや工学部機械システム系の学生を含めた懇親会を行い、交流を深めました。このサマーセミナーは毎年行うことにしており、来年は同済大学で実施する予定です。国際的な人的交流や共同研究を通し、連携を強化していきます。なおこのサマーセミナーは、（公社）おかやま観光コンベンション協会・コンベンション開催事業補助金の助成を受けて実施しました。
　セミナーでは、下記の学生がプレゼンテーション賞を受賞しました。
　最優秀賞：下瀬貴大。
　優秀賞：土谷祐貴、中尾高教、山本亮、金廷珉

日付2018/07/23-28

研究室機械工学コース

図１　集合写真

図２　セミナーでの様子

Improvement of Surface Characteristics for Long Life of Metal Mold by EDM in Chromium Powder Mixed Working Fluid

　2018年6月20日に開催された2018年度電気加工学会総会において，Ruixiang Wang君，Ryota Toshimitsu君，およびAkira Okada教授がInternational Journal of Electrical Machining, Vol.22 において発表した論文「Improvement of Surface Characteristics for Long Life of Metal Mold by EDM in Chromium Powder Mixed Working Fluid」が高く評価され，電気加工学会論文賞を受賞しました．
　研究内容：従来射出成型金型や鍛造型の加工に用いられる放電加工において，その表面仕上げ技術は進展しており，近い将来放電加工仕上げ面をそのまま利用できる可能性が示唆されている．半導体樹脂封止金型などにおいては放電加工による仕上げ面を一部そのまま利用している例もある．そのような場合，金型の材料特性だけでなく放電加工仕上げ面の表面特性が金型の寿命を左右することになる．
　本研究では，表面粗さを低減できる粉末混入放電加工法を応用し，加工液にクロム微粉末を混入して加工を行うことによって，金型加工表面に密着性の高い硬質炭化クロム含有層を形成する新たな放電表面仕上げ法を提案し，金型寿命向上に必要とされる表面硬度，耐食性，離型性などについて体系的に検討を行った．そして各表面特性と粉末混入条件や放電条件との相関を調査するとともに，最適加工条件下では金型として，表面硬度，耐食性（図1），および離型性に優れた仕上げ面を形成できることを明らかにした．

日付2018/06/20

研究室特殊加工学研究室

図１　粉末混入放電加工法による耐食性の向上

図２　電気加工学会論文賞の賞状

めっきCu-Zrワイヤによるワイヤ放電加工特性の向上

　2018年6月18日に大田区産業プラザPiOで行われた型技術者会議2018において，型技術者会議2017で発表した論文「めっきCu-Zrワイヤによるワイヤ放電加工特性の向上」に対して，桑田彩花さんが第28回型技術者協会賞 奨励賞を受賞しました．
　研究内容：近年，高精度微細加工の需要の増加に伴い，直径が髪の毛の太さより短い細線ワイヤ電極を用いた微細加工の需要が徐々に高まっています．細線ワイヤ電極としては，加工中の張力に耐えうる引張強度の高い鋼線を芯線に用いたワイヤやタングステンワイヤが用いられていますが，従来のワイヤ電極と比較して，高いワイヤテンションや大きな放電加工条件を与えることは困難であるため，細線ワイヤ電極を用いた加工速度の向上が課題となっています．
　そこで本研究では，芯線に高い導電率と加工に十分な引張強度を共に有するCu-Zr合金を新しい細線ワイヤ電極として用い，その放電加工特性を検討しました．Cu-Zrワイヤは，その高い導電率から極間に大きな放電エネルギーを供給できます．またCu-Zrワイヤにめっきを施すことにより，図1のように単位時間当たりの放電回数が増加することなどが明らかとなりました．これらの優れた特性から，めっきを施したCu-Zrワイヤは従来の細線ワイヤよりも大きな加工速度が実現できる可能性を見出しました．

日付2018/06/18

研究室特殊加工学研究室

図１　各ワイヤの単位時間当たりの総放電回数と電流ピーク値分布

図２　第28回型技術者協会賞「奨励賞」の賞状

Influence of intensity distribution on surface quality in high speed laser welding of aluminum alloy

　2018年4月26日に神奈川県のパシフィコ横浜で開催された国際会議The Third Smart Laser Processing Conference 2018（SLPC2018）で，特殊加工学研究室のMartin Ruthandi Maina君がThe SLPC2018 Outstanding Poster Paper Awardを受賞しました．
　研究内容：アルミニウム合金は軽量かつ高強度であることから，自動車のボデーなどへ用いられています．アルミ合金板の溶接を行う上で，高い生産性を実現するためには，高速かつ高品位でアルミ合金を溶接する手法が必要です．しかしながら，アルミニウムは低融点，高熱伝導率，高反射率の材料であるので，従来法での溶接は困難です．
　ここで，レーザを用いた溶接法は，微細なスポットに高エネルギー密度を投入できることから，近年，着目されています．溶接時の急激な温度変化から生じるハンピング等を抑制できれば，高品位溶接が可能となります．溶接時の温度場制御には，レーザ光の強度分布制御が有効です．本研究では，図１のようにリングモードとセンターモードで構成される，デュアルモード型のビームプロファイルを有するファイバーレーザにより，高品位，高速加工の実現を試みました．その結果，表面粗さが比較的小さなビード形状を安定して得ることが出来ました．これは，センターモードによるキーホールの形成，およびリングモードによる急激な温度変化の抑制により，キーホール後方の溶融金属の流れを緩やかにできたことに起因すると考えられ，これまで困難であったアルミニウム合金の高速・高品位溶接の可能性を見出しました．

日付2018/04/26

研究室特殊加工学研究室

図１　レーザ光の強度分布

図２　「The SLPC2018 Outstanding Poster Paper Award」の賞状

高アスペクト比を有する砥石を用いた内面研削における形状精度の改善

　2018年3月8日に東京都の大田区産業プラザPiOで開催された2018年度砥粒加工学会卒業研究発表会で，機械工学コース4年生の中林優介君がベストポスタープレゼンテーション賞を受賞しました．
　研究内容：穴の内側を砥石で仕上げる内面研削は，回転を滑らかに支える軸受の部品などに必要不可欠な加工法です．しかし，細長い砥石（これを高アスペクト比の砥石といいます）を使って深い穴の内側を削ろうとすると，加工中に砥石にはたらく力により砥石が曲がり，穴の直径が一定になりません．穴の奥，つまり砥石の先端に近い部分になるほど，砥石の曲がった量が増えるため，先すぼまりの穴になってしまいます．そこで穴の内径が一定になる瞬間に砥石にかかる力を事前にシミュレーション解析により予測し，砥石にかかる力を測定しながら削り，目標の力になった瞬間に砥石を削られるものから離すことで穴の内径の誤差を2マイクロメートル程度に抑えることに成功しました．一般にヒトの髪の毛の直径が80マイクロメートル（0.08mm）程度といわれていますので，この誤差は極めて小さいものです．シミュレーション解析を活用することで，これまでは難しかった精密な加工を実現できることを示した研究成果といえます．

日付2018/04/06

研究室機械加工学研究室

図１　細長い砥石を用いて研削した際の形状誤差のイメージ
穴の内側の直径が一定になるように仕上げたいのですが，砥石にかかる力で砥石が曲がるため，砥石の先端側の内径が小さくなってしまい，細い砥石で穴の内面を精度良く仕上げることは困難でした．

図２　表彰式で砥粒加工学会の厨川会長と記念撮影する中林君（右）

銅の微細レーザ溶接において試料表面性状が光吸収特性および溶融状態に及ぼす影響

　2017年11月30日に近畿大学工学部広島キャンパスで行われた2017年度溶接学会中国支部第二回学生発表会で井上礼輝君が「銅の微細レーザ溶接において試料表面性状が光吸収特性および溶融状態に及ぼす影響」を発表し，山本正登奨学賞を受賞しました．
　研究内容：近年，様々なものの電子化が進む中で，良好な電気伝導性と高い熱伝導性を示す銅が利用され，また微小領域における接合の要求が増加しており，より高効率な溶接技術の確立が望まれています．本研究では，従来の溶接法で問題となっていた欠陥を低減させることのできるレーザ溶接法について光エネルギー吸収を効率化，安定化することによってエネルギーロスが少なく，溶接状態が安定している溶接法について検討しました．
　図１に示すようにキーホールの内壁でレーザ光が多重反射されることにより光吸収率は増大することが報告されており，試料表面性状が光吸収性に影響を及ぼすことが知られています．そこで，試料表面にキーホール形状を模した凹形状を作製し，その内部に照射を行うことによって光吸収率の増大を狙い検討しました．また，図２に示すように，低いパワー密度領域においては，熱伝導型やキーホール型と呼ばれる溶接形態が不安定でありながら，良好な溶接状態が得られる条件であり，加工の安定性向上が望まれます．そこで，凹形状の光吸収率増大効果を利用し，加工の安定性向上を目指した検討を行ったことを報告しました．

日付2018/03/25

研究室特殊加工学研究室

図１　試料表面に凹形状を作成することによる光吸収性の増大効果の検討

図２　不安定な加工条件で光吸収率の向上により加工の安定性向上への寄与の検討

膝置き型ボタン押し音楽ゲーム機活用による娯楽を伴う動作訓練の提案

　2018年1月24日に リーガロイヤルホテル広島で行われた2017キャンパスベンチャーグランプリ中国大会表彰式で桑田彩花さん，飯田勇太君，太田浩平君，木村充宏君が「膝置き型ボタン押し音楽ゲーム機活用による娯楽を伴う動作訓練の提案」を応募し，佳作を受賞しました．
　発表内容：現在，日本では超高齢者社会に差し掛かり，ケアホームの入居者も増加傾向にあります．ケアホームでは娯楽提供として歌唱や体操が行われていますが，より入居者の趣味に即した娯楽を提供することで，生活の質を上げ，利用者の満足度の向上が期待できます．また，近年の研究では，音楽と運動の組み合わせによる脳の活性化傾向が明らかとなっています．そこで，我々は視覚・聴覚・触覚といった感覚を複合的に刺激することができる音楽ゲームに着目し，娯楽を伴う動作訓練機器の販売事業について提案しました．
　この事業は膝置きや机への設置が可能な子機を開発することで，長時間直立が困難な方でも利用が可能となることや，利用者が行った音楽ゲームの結果を用いて，反応時間の推移を分析することで脳梗塞の早期発見など体調管理に対し新しい方向からのアプローチが行えるなど様々な優位性を持っています．

日付2018/1/24

研究室特殊加工学研究室

図１　2017キャンパスベンチャーグランプリ中国大会表彰式

チタン合金表面への骨伝導性付与のための放電加工条件の最適化

　2017年11月25日に 米子コンベンションセンターで行われた2017年度精密工学会中国四国支部　鳥取地方学術講演会で飯田勇太君が「チタン合金表面への骨伝導性付与のための放電加工条件の最適化」を発表し，優秀講演賞を受賞しました．
　研究内容：近年，関節リウマチ等により関節の機能を失った場合，人工関節への置換手術が増加しており，骨と人工関節の固定期間短縮が求められています．本研究では，人工関節のセメントレス固定法において早期かつ強固な固定を目的として，図1に示すように放電加工を用いたチタン製人工関節コンポーネントへの溝加工と骨伝導性（骨組織の成長能）を付与する効率的な加工法の確立を目的としています．
　その基礎的検討として，チタン合金表面に骨伝導性を付与できる放電加工条件の検討を行い，HAp形成能付与を目的とした研究を行ってきた中で，ある放電加工面で白色析出物が確認できました．そして，図2に示すようなRaman分光分析，さらに析出メカニズムの違いから物質の特定を行い，白色析出物はHApよりも骨伝導性に優れるリン酸三カルシウムTCPをあることが明らかにしました．

日付2017/11/25

研究室特殊加工学研究室

図１　人工関節コンポーネントへの骨伝導性付与

図２　Raman分光分析による白色析出物の特定

一般社団法人日本機械学会　創立120周年記念功労者表彰を受賞

　2017年11月17日に冨田栄二教授と藤井正浩教授がそれぞれ一般社団法人日本機械学会　創立120周年記念功労者表彰を受賞しました．

日付2017/11/17

研究室動力熱工学研究室，機械設計学研究室

Formation of Chromium Carbide on Carbon Tool Steel by EDM in Powder Mixed Working Fluid

　2017年11月14日から17日に広島国際会議場で行われた国際会議The 9th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)で王　瑞祥君が「Formation of Chromium Carbide on Carbon Tool Steel by EDM in Powder Mixed Working Fluid」を発表し，Young Resercher Awardを受賞しました．
　研究内容：近年放電加工による仕上げ技術が進展し，放電加工面をそのまま金型表面として利用することが検討されています．その場合金型の寿命や性能は，放電加工面の性状に大きく影響されます．本研究では，Cr粉末を加工液に混入した新しい形彫放電仕上げ技術を提案し，加工表面に硬質の炭化クロム含有層を形成できることや耐食性や成型樹脂との離型性などの金型に必要な表面機能を向上できることを明らかにしました．さらに，Cr粉末とSi粉末を同時に混入した加工液を用いることで表面粗さの更なる低減にも成功しました．
　充填した樹脂を金型から引き離すための力（離型力）が大きいと，金型で製造した製品の精度や量産性などに大きく影響を与えます．図1に示すようにCr粉末混入放電加工面においては未加工面と比較して20～30％程度と低い離型力となることが明らかになりました．同加工面上では耐食性も著しく向上することから，機能性表面を有した金型の創成が期待されます．さらに，適切な放電加工条件および粉末混入濃度で加工することで，図2に示すように，1μmRz程度の表面粗さを有し，Crが均一に分布した加工面が創成できることが明らかになりました．

日付2017/11/15

研究室特殊加工学研究室

図１　Cr粉末混入放電加工による成型樹脂との離型性の向上

図２　Cr粉末混入放電加工による均一なクロム分布の放電加工仕上げ面

同済大学との国際交流とサマースクールを実施

　冨田教授，坪井助教，大西助教，大学院生10名と学部生2名は9月10～18日、中国・上海市の同済大学を訪問しサマースクールと共同研究に関する打ち合わせを実施しました．
　詳細は岡山大学ホームページの下記リンクをご覧ください．

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日付2017/9/10-18

研究室機械工学コース

日中協定校の国際交流とサマースクールを実施

　冨田教授，中村職員と学生6名は8月27～30日，中国・杭州市の浙江工業大学と浙江大学を訪問しサマースクールを実施しました．
　詳細は岡山大学ホームページの下記リンクをご覧ください．

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日付2017/8/27-30

研究室機械工学コース

中国・浙江工業大学の教員・学生との国際交流を実施

　本学と大学間の国際交流協定を結ぶ中国・浙江工業大学のYan Mi准教授と修士・学部学生の計11人が7月23日～30日，国際研究会「International Student Symposium on Materials and Mechanical Engineering at Okayama 2017」のため，本学津島キャンパスを訪問しました．
　詳細は岡山大学ホームページの下記リンクをご覧ください．

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日付2017/7/23-30

研究室機械工学コース

Ti-35Nb-xAlの時効硬化挙動に及ぼすAlの影響

　2017年7月 29日に愛媛大学で行われた第9回軽金属学会 中国四国講演大会で田口洋助君が「Ti-35Nb-xAlの時効硬化挙動に及ぼすAlの影響」を発表し，優秀講演賞を受賞しました．
　研究内容：Ti-35Nb-7Al合金は焼戻しで特異な形状変化やごく短時間で急激な硬化を示すが，Alの影響を明らかにするためTi-35Nb-0～9Al合金を作製し，組織変化や時効硬化挙動を調査した．Alの添加は高温β相を安定化しマルテンサイト(M)およびω相の生成を抑制した．1～7AlまではAl添加量によらず一定の固溶強化をもたらすが，8Al以上では平衡状態では現れないTi3Alを生成しAl添加量に比例して硬化した。450℃の時効硬化挙動は7Alで最も短時間でかつ最大の硬化量を示した．

日付2017/7/29

研究室構造材料学研究室

図１　Ti-35Nb-xAlの光顕組織

図２　Ti-35Nb-xAlの450℃時効硬化曲線

展開型エアロシェル実験超小型衛星「EGG（re-Entry nanosatellite with Gossamer aeroshell and GPS/iridium）」

　超小型衛星「EGG」は、東京大学を中心とした国内の大学と、宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究所の研究チームによって開発され、永田靖典助教もこのEGGミッションに携わりました。
　宇宙ステーション補給機「こうのとり」6号機で国際宇宙ステーションに運ばれたEGG衛星は、2017年1月16日に「きぼう」日本実験棟から放出され、地球周回軌道へ投入されました（図１）。このEGGミッションでは軌道上で、ガスを充填することで膜面エアロシェルを展開（図２）し、エアロシェルによる空気ブレーキの効果を確認するとともに、イリジウム衛星通信による衛星運用の実証を行いました。最終的にEGG衛星は2017年5月15日に大気圏へ突入し、予定通り焼失して、ミッションを完遂しました。この展開型エアロシェルは、これまでの大気圏突入システムにはない特徴や利点をもつ新しいシステムであり、より安全な地球への帰還を実現する技術としても注目されています。
　永田助教はこのEGGミッションにおいて、イリジウム衛星通信を用いた衛星運用システムの構築、衛星軌道や通信可能なタイミングの予測を担当し、ミッション遂行に大きく貢献しました。
　EGGミッションの成果は、6月23日にJAXAより記者発表されました。記者発表の様子は次のリンクよりご覧いただけます。

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日付2017/6/27

研究室流体力学研究室

図１　超小型衛星EGGのミッションシナリオ

図２　軌道上で撮影された地球と展開後の膜面エアロシェル

軽金属学会中国四国支部奨励賞を受賞

　石川高史君が軽金属学会中国四国支部奨励賞を受賞しました．

日付2017/3/24

研究室構造材料学研究室

木材由来のナノ物質添加による円管内流れの摩擦低減

　2017年3月6日に広島工業大学で行われた日本機械学会 中国四国学生会　第47回学生員卒業研究発表講演会で庄田圭佑君が「木材由来のナノ物質添加による円管内流れの摩擦低減」を発表し，優秀発表賞を受賞しました．
　研究内容：近年，環境負荷の小さな木材等の自然物質由来の添加物が着目されています．本研究では，木材由来の添加物（図１）を液体に添加することで，ビルの暖房機器等に用いられている配管内の流動抵抗を減らすことを試みました．その結果，図2に示します．図より同じ流量を流すのに，木材由来の物質を添加した方が水単体より流動抵抗が小さくなることが分かります．これの研究を更に押し進め，実用化できれば，より小さなエネルギーで効率良くビルなどの冷暖房が可能になることが期待されます．

• 発表原稿
• 発表スライド
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日付2017/3/6

研究室流体力学研究室

図１　木材由来のナノ物質

図２　セルロースナノファイバー添加による圧力損失の低減