穴あけ加工は、金属を削る作業の中でも特に重要な部分で、全体の3割以上を占めると言われています。しかし、加工中にドリルの先端が穴の中に入り込むと、切りくず（削った金属のかけら）が詰まりやすくなります。この切りくずが詰まると、ドリルの刃が傷んでしまうことがあります。さらに、加工中にドリルが微妙に振動する「びびり振動」と呼ばれる現象が起きることがあります。この振動によって、加工した金属に細かい傷がついてしまい、その金属の強さが弱くなることがあります。こうした問題が起こると、作業の品質が落ちたり、生産効率が悪くなったりします。そのため、これらの問題を解決するためには、ドリルの切れ味や性能を大幅に向上させることが重要です。

この研究では、3Dプリンタで使われる金属材料がどれくらい強いかや、どんな性質を持っているかなどを詳しく調べる方法を見つけることを目指しています。3Dプリンタで使う材料のことを「積層造形材料」と呼びます。材料の強さや性質を調べる方法はいくつかありますが、私たちは「切削」、つまり材料を削ることでその性質を評価しようとしています。また、切削特性を切削によって制御する手法についても調べています。

航空宇宙産業と医療機器産業は、チタン合金を加工する際に高い加工品質と高い生産レートを要求します。圧延によって加工されるチタン合金は結晶学的に異方性があるため，圧延板を加工する際には材料の異方性を考慮して切削力を制御する必要があります。本研究では、ボールエンドミルを用いた圧延チタン合金の切削加工において，圧延方向に対する工具送り方向と工具姿勢が切削力に及ぼす影響を調査し、表面粗さや切削力から、どの方向、どの条件で切削することが最も適しているか見つけることを目指しています。 

（テーマの説明）

本研究の目的は、切削加工を利用して仕上げ面にかかるひずみを制御し、材料の耐食性を向上させることです。従来研究の二次元切削に対し、本研究ではボールエンドミルを用いた傾斜切削という、より実用的な加工法を採用します。具体的には、切削によって導入されたひずみを駆動力として熱処理による再結晶を促し、耐食性に優れた結晶組織を形成することを目指します  。

近年、カーボンニュートラルの実現に向けて、CFRPという素材が注目されています。この研究では、CFRPのステッチ周辺の加工を行ったとき、基材とステッチの間に剥離や破壊が起こるのか、そしてその破壊はどのように起こるのかを調べ、熱硬化性/熱可塑性CFRPを加工する際にダメージをなるべく少なくできるような加工方法を模索しています。この目的の実現のために、切削試験を行って切削力を測定したり、顕微鏡で加工後のCFRPのステッチがどのように破壊しているかについての観察を行っています。

自動車部品であるシャフトのねじ山部に対して、ピン差し込み用のフライス加工を行う際に発生するバリの低減を目的とした研究です。本研究は今年度から開始され、現在は切削条件や加工方法を試行錯誤している段階です。最終的な目標は、バリを完全に除去することに加え、仮にバリが発生しても、取り除きやすい形状となる切削条件を見出すことで、除去作業の時間短縮につなげることです。ねじ山部を切削したさいに発生するバリを観察する際に、通常のねじは円筒形であるため、横や上から見たさいに形状をしっかりと観察することが難しいです。そこで、四角い棒にねじ山を切削することでバリを観察しやすくしています。