気泡フラッシング効果を考慮に入れた制御系の構築による微細深穴の放電加工速度向上

本研究の対象となる微細深穴の主な用途として、薬液噴霧ノズルの成形用微細金型や燃料点火システムの噴射ノズルなどが挙げられる。これらの部品の多くは耐食性、耐摩耗性により、高硬度の合金材料で作られている。一方、放電加工は、非接触で熱的な加工法なので、材料の硬度に関係なく加工できる。しかし、微細深穴の放電加工において、材料除去により発生した加工屑と、加工液気化により発生した気泡が加工領域から排出されにくくなり、正常な放電ができなくなるため、加工速度が著しく低下する。微細放電加工の加工速度は主に気泡と加工屑の排出性に依存するため、仮に気泡と加工屑が十分に排出されれば現状の10～100倍の速さで加工できる可能性があると推測されている。本研究では、微細深穴の放電加工における気泡の挙動に着目し、フラッシング効果を解明し、その効果を生かす制御系を構築して、放電加工速度を飛躍的に向上させることを目的とする。 今年度は、①昨年度に構築した観察システムを用いて、極間内の気泡と加工屑の挙動を観察した。ガラス管を工作物として模擬することで、極間における気泡の挙動を直接観察し、加工深さと放電環境の悪化状況との関係を明らかにした。②電極への加工屑の付着状況を観察し、また、付着物の物質を明らかにするため、成分分析を行った。成分分析により、付着物の元素構成や状態を調べ、電極への付着メカニズムを検討した。③高精度光学顕微鏡で撮影した画像データを画像処理技術により処理し、加工屑の付着による電極先端形状の変化から、付着物の寸法を測定し、加工精度や気泡と工作物の排出に及ぼす影響を検討した。