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超音波テクノ 2016年11-12月号 PDF版
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U1611-12

超音波テクノ 2016年11-12月号 PDF版

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■特集:超音波振動を援用した切削・研削加工技術
○超音波援用研削加工で形成した微小ガラス穴の解析と設計
/目白大学/小川 昭
我々の研究は現実的な最適設計のアプローチを提案することで、企業の競争力を高め、経営戦略に貢献し、社会に貢献することを目指している。本稿では、超音波援用研削加工で形成した微小ガラス穴の解析を通じて、加工条件の最適化を行い、理想的な加工工程を設計する取り組みを述べる。

○CFRPの穴あけ研削加工における超音波振動の効果
/慶應義塾大学/山崎 剛史・閻 紀旺
CFRPはエポキシ樹脂に炭素繊維を複合させることで比強度や比剛性を向上させた材料であり、近年航空機や自動車において利用が拡大している。本研究では、研削工具に超音波振動を付加させ、CFRPの高精度穴あけ加工を試みた結果、超音波振動が加工穴の表面性状や切りくず生成などに大きな影響を及ぼすことを明らかにした。本稿では、超音波振動援用研削によるCFRP穴あけの実験結果を紹介し、加工における超音波振動の効果について解説する。

○ステンレス鋼の超音波切削における切削速度の影響
/一関工業高等専門学校/原 圭祐
さまざまな分野での使用が期待される新素材は、加工性が悪いことが多い。その中、超音波切削加工は、加工性の改善効果が知られるが、生産効率が向上しにくいとされる。筆者らは、「超臨界切削速度超音波切削」の研究をしており、切削の高効率化・高品位化の両立を確認している。本稿では、ステンレス鋼の超音波切削実験を実施、切削速度の加工に及ぼす影響ついて比較・検討を行った。

○極低周波数域の振動を援用したチタン合金のドライ切削加工
/大阪大学/杉原 達哉・榎本 俊之
筆者らは、高能率加工条件への適用が可能な新たな振動切削加工法(極低周波振動切削加工法)の開発に取り組んでいる。本稿では、提案手法とチタン合金のドライ加工におけるパフォーマンス、振動条件の最適化結果について述べる。

○超音波振動切削による高圧縮残留応力の生成
/中部大学/水谷 秀行
材料の耐疲労性向上を目的とした高圧縮残留応力を生成する超音波振動切削法を紹介する。本切削法では、押ならし作用の強い特殊形状工具を切込み方向にわずかな傾きをもって振動させることにより、切削面に-900MPaに達する高い圧縮残留応力の生成が可能である。

○径方向振動を援用した難削材料の研削加工
/神奈川工科大学/今井 健一郎
研削加工において、超音波振動援用の効果はどこにあるのか。果たして難削材料の加工に有効なのか。径方向に振動を援用する意味は何か。こういった観点から、いくつかの加工事例を示し、実験的な検討事項を紹介する。

○超音波ダブルコアリングによる磁気ディスク用ガラス基板の加工
/産業技術大学院大学/越水 重臣/ショーダテクトロン(株)/鈴木 利定
本研究では、ダイヤモンドダブルコアドリル(2重円筒のダイヤモンドコアドリル)を用いて、超音波振動を援用しながらガラスディスクの内径・外径を同時加工する方式を提案し、高品質な加工を実現することができた。

○難削材の超音波振動切削
/ジェイテクト/東 孝幸・渡邉 浩史・山田 良彦
本研究では、難削材の高能率・高品位加工を実現する手段として超音波振動切削に着目し、超音波振動切削中の加工点可視化や切削抵抗及び工具内部温度測定を行い、加工現象を評価することで、その有用性について検証を行った。

○振動制御装置の内部情報を用いた楕円振動切削
プロセスモニタリング/名古屋大学/鄭 弘鎭・早坂 健宏・社本 英二
楕円振動切削プロセスの新しいモニタリング手法について解説する。振動制御装置内の内部情報が工具損耗等の加工状態と高い相関を持つことが明らかとなり、これを利用したプロセスモニタリングの実用化が期待される。

○超音波テクスチャリングによる微細構造創成
/東北大学/徐 少林・嶋田 慶太・水谷 正義・厨川 常元
超音波振動を援用することにより微細構造を簡単かつ高速に創成する方法について紹介する。

○超音波振動を援用したTi-6Al-4Vの切削加工
/金沢工業大学/千徳 英一・諏訪部 仁/(株)岳将/岳 将士
TI-6Al-4Vを工具刃先の送り分力方向に超音波振動を援用して乾式切削を行った。その結果、振動切削特有の臨界速度の影響を受けず高速切削が可能となり、慣用切削に比較して長い工具寿命と良好な加工面が得られた。

■解説
〔超音波基礎〕
○超音波キャビテーションの殺菌効果
/関西大学/池 祥宣・山本 健
6周波数の超音波を用いて2種類の酵母菌の非活性化を行った。超音波処理前後の酵母菌の状態をコロニーカウント、セルカウント及び濁度測定により評価した。各評価により、酵母菌は数MHzで最も非活性化する傾向が確認された。

〔強力超音波の応用〕
○粒子法と分布点音源法による超音波浮揚液滴回転のシミュレーション
/成蹊大学/和田 有司・弓削 康平/東京工業大学/田中 宏樹・中村 健太郎
超音波定在波中に働く音響放射力により液滴が浮揚および回転する現象について、分布点音源法(DPSM)による音場計算とMPS粒子法による流体計算とを組み合わせることで、液滴の形状と流れ場の算出を行う。計算結果は文献値とよく一致した結果が得られた。

○液中超音波溶接によるセルロースの分解
/愛媛大学/野村 信福
セルロースは地球上で最も豊富に存在する有機物であるが、分解困難な物質の一つである。本稿では、超音波溶接技術を応用すると、紙や繊維中のセルロースが有価物や少糖類に簡単に分解できることを紹介する。

〔超音波デバイス〕
○マイクロ流体への音響流の有用性について
/オリンパス(株)/前沢 峰雪
本稿では超音波の非線形現象の一つである音響流を取り上げ、マイクロ流体(Microfluidics)を取り扱うmicroTAS(micro Total Analysis Systems)やLab on a Chipにおける音響流の有用性について解説する。

○インピーダンス負荷弾性表面波センサの振動測定への応用
/静岡大学/近藤 淳・濱島 博満・大石 将揮
弾性表面波(SAW)デバイスとインピーダンス変化型センサを組み合わせたインピーダンス負荷SAWセンサを用いて片持ち梁の振動周波数測定について紹介する。振動に伴って生じるインピーダンス変化を、SAWデバイスを用いて間接的に検知することができることを示すことができた。この結果は,構造物等のヘルスモニタリングにインピーダンス負荷SAWセンサが利用できることを示している。

〔非破壊検査〕
○パルス放電によるPT/PZTの室温分極
/熊本大学/小林 牧子・浪平 隆男・髙山 輝
PT/PZTゾルゲル複合体は高い圧電性と360℃まで温度安定性を持つ有望な圧電材料である。しかし、PT/PZTの分極はPTが高い高電界のため高温で行ってきた。本研究では、PT/PZTを従来の高温での直流コロナによる分極と、室温でのパルス放電による分極の比較を行った。その結果、室温でパルス穂電により分極したPT/PZTは、高温で直流コロナにより分極したときに匹敵する圧電定数d33ならびに超音波応答を示した。

〔医用超音波〕
○相変化ナノ液滴気泡化時の周囲温度調節による気泡寿命制御
/東京大学/石島 歩・東 隆・南畑 孝介・山口 哲志・小林 英津子・長棟 輝行・佐久間 一郎
相変化ナノ液滴は超音波照射によってマイクロバブルに気泡化する。近年では次世代の超音波造影剤等として注目を浴びている。本稿では高速度撮影システムを用いた気泡化過程の観察と生成気泡の気泡寿命制御手法についての検討について紹介する。

○全反射蛍光顕微鏡とQCMの融合によるアルツハイマー病ペプチドの凝集および融解ダイナミクスの究明
/大阪大学/山田 晃大朗・中島 吉太郎・荻 博次・平尾 雅彦
QCMの無線・無電極化により劇的な感度向上に成功し、さらに、顕微鏡を融合させることで定量・視覚同時観察デバイスを開発した。当デバイスを用いてアルツハイマー病原因蛋白質のふるまいを調査した。

■連載
○圧電振動子を用いた超音波プローブの設計入門 第1回
圧電振動子と超音波プローブ
/桐蔭横浜大学/竹内 真一

■製品ガイド
○超音波を使用した検査装置

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