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岡山大学 大学院

http://www.act.sys.okayama-u.ac.jp/index.html

自然科学研究科

産業創成工学専攻
システム構成学研究室

2007年6月取材

使用システム

導入機器

使用ソフトウェア

  MDX-650

3DCAD:Autodesk Inventor(Autodesk社)

   

CAM:Craft MILL(Real Factory社)

    CAE:ANSYS(ANSYS社)、Marc(MSC社)、FLUENT(FLUENT社)

加工材料

 
ポリアセタール系樹脂(POM)材、アルミ
研究室紹介

システム構成学研究室(鈴森研究室)は、アクチュエータを中心とした各種機能デバイスと、これらのマイクロマシンやメカトロニクスシステムへの応用に関する教育研究を行っています。学外の研究プロジェクトへの参加や民間企業との共同研究を積極的に推進し、実用化を目指して研究を進めるとともに、研究活動を通じてメカトロニクスに関する基礎と応用能力を身につけた人材の育成に努めています。また、岡山県「ミクロものづくりネットワーク」参加企業とも連携し、難易度の高い精密加工を活用して研究を進めています。

  研究室でのMDX-650使用の様子
 
 ※アクチュエータ:電気や油圧・空圧、熱などのエネルギーを機械的な運動出力に変換する駆動装置のこと。
概要

研究室メンバーは42名(2007年6月)。電磁/油空圧/圧電/静電/高分子/SMA/光駆動など種々の原理に基づく機能デバイスの開発と応用について大きく分類して、「マイクロシステム」、「柔らかい機械」、「ロボット・メカトロニクス」の3つの分野の研究を進めています。
研究テーマによっては加工技術も重要な研究要素となっています。そのために研究室には極細径ワイヤ放電加工機、NC精密加工機、レーザー加工機、基盤加工機、ディスペンサロボット、オゾン表面処理装置等さまざまな加工機をそろえています。その中のひとつとして2004年からMDX-650が採用されました。
ポリアセタール系樹脂(POM)材、アルミ材の加工に使用されています。

導入のポイント

(鈴森康一教授 談:2007年6月)
MDXを使用するのは「柔らかい機械」の分野が最も多く、アクチュエータの大きさで言えば中間的な大きさのものに使用しています。平板で図面にしやすい大型のものや大量に必要とするものは外部に発注しています。
材料はアルミ部品にも使いますが、シリコン部品の型をPOM材から削り出すのに使うことが多く、稼働率はとても高くなっています。
試作がCAD/CAM、CAEと結びつくことで研究のスピードはとても早くなりました。

 
鈴森康一教授(左)、脇元修一助教(右)





鈴森康一教授(左)
脇元修一助教(右)

「魚のヒレ型アクチュエータ」のような複雑な曲線・曲面を持ったものは図面を描くことが非常に難しく、外部に製作を発注するととても高額になりますし、形状によっては図面にできないものもあります。MDXを使うと研究室で設計、解析、試作から実験結果をもとに再設計までできます。ものによっては早い時は一日で設計変更から再試作まで可能です。
     
  (脇元修一助教 談:同)
研究室の学生の1/3以上がMDXを使用していると思います。初めて使用する学生には先輩が後輩に指導する習慣ができあがっています。初めて使う学生でも早ければ1週間くらいで作れるようになります。卒業論文の季節になると順番待ち状態で、オートツールチェンジャーの導入も検討しています。
 
加工例
1.マンタ型遊泳ロボット (型:ポリアセタール樹脂)
マンタ型泳遊ロボット   マンタ型泳遊ロボット 型   マンタ型泳遊ロボット 型

 

 

 

   
●解析
マンタ型泳遊ロボット 解析   マンタ型泳遊ロボット 解析  

マンタ型遊泳ロボット 解析

解析

 
 
 
  ●遊泳実験  
遊泳実験 遊泳実験 遊泳実験 遊泳実験
  2.魚のヒレ型アクチュエータ部品の型:ポリアセタール系樹脂  
ヒレ型アクチュエータ ヒレ型アクチュエータ 型 ヒレ型アクチュエータ 型
アクチュエータ:シリコン型 シリコン型:下面 シリコン型:上面
  3.アクティブ20面体 ジョイント部:アルミ  
  4.アクティブ20面体によって生成された形状データの加工 :ポリアセタール系樹脂
 
  5.マイクロリアクターのシリコン部品の型:ポリアセタール系樹脂  
型:ポリアセタール樹脂 左:シリコン 右:型 左:シリコン型 右:型


<画像提供:システム構成学研究室(鈴森研究室)>
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