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【特集】最新トライボマテリアル

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トライボマテリアルの最新動向
New Research Trend in Tribo-Materials

　自動車や航空機などの高性能化が進むにつれて軸受における面圧,すべり速度及び温度の摩擦条件が過酷になり,境界潤滑あるいは無潤滑下での低摩擦・耐摩耗が実現可能な新しいトライボマテリアルの開発研究が進められている。カーボン系硬質膜の研究動向としては,厚膜化,耐熱性の向上,耐摩耗性の向上(なじみ性の促進,強じん化)を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. DLC膜およびCNx膜の厚膜化
3. ボロン含有CNx膜による耐熱性の向上
4. 非晶質窒化炭素膜(a-CNx膜)による低摩擦・耐摩耗性の向上
　4.1　イオンビーム支援蒸着法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
　4.2　イオンビーム支援フィルタードアーク法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
5. 摩擦時における潤滑油からのカーボン系膜の生成
6. まとめ

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金属系材料の動向
Metalic Materials

　摺動面の大半は金属系材料からなる。これまでの性能改善の長い歴史から目立った進歩は見られないものの,鉛フリー化に代表される使用元素の制限や使用環境の苛酷化によって,新たなブレークスルーが求められている。ただし,材料のみでの改善には限界もあるため,表面テクスチャとの組み合わせなど複合化による機能付与と性能向上が今後の重要課題である。

【目次】
1. はじめに
2. 金属系摺動材料に求められる性質
3. 主な金属系摺動材料
　3.1　すべり軸受
　3.2　転がり軸受材料
　3.3　被覆材料
4. 金属系摺動材料の技術動向
　4.1　材料開発
　4.2　マルチスケール・テクスチャリング
5. おわりに

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樹脂系トライボマテリアルの動向
Trends of Resin Tribo-Materials

　樹脂材料は金属材料やセラミックと比較して軽量性や成形性に優れ,広い工業分野での利用が進んでいる。しゅう動面に用いるトライボ材料としては,これらの優れた特性に合わせ,多くの樹脂材料が有する自己潤滑性が利点となる。しかし,機械的強度や耐摩耗性では従来材料に劣ることも多く,これらを改善すべく様々な研究がなされている。

【目次】
1. はじめに
2. トライボマテリアルとしての樹脂材料
　2.1　プラスチックの基本的な構造と特性への影響
　2.2　工業的に見たプラスチックの分類
　2.3　トライボマテリアルとして利用されるプラスチック
　　2.3.1　PTFE
　　2.3.2　PEEK
　　2.3.3　POM
　　2.3.4　UHMWPE
　　2.3.5　PA
　　2.3.6　PAI
　　2.3.7　PF
3. 国内の樹脂材料のトライボロジー研究事例
　3.1　研究動向
　3.2　基礎的研究の事例
　3.3　実用的研究の事例
4. 海外の樹脂材料のトライボロジー研究事例
5. おわりに

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表面改質の動向
Surface Modification and Treatment for Tribology -Trends in Science and Technology-

　近年の表面改質は目覚ましい発展を遂げており,日本において大きな産業市場を形成している。本解説では,トライボロジー特性に関わる表面改質の動向について概説しつつ,注目すべき技術・研究成果を紹介する。

【目次】
1. 表面改質の現状
2. 表面改質の分類
3. 各表面改質の位置付け
　3.1　トライボロジー特性と硬さの関係
　3.2　厳しい摺動環境を想定した表面改質
　3.3　穏やかな摺動環境を想定した表面改質
4. 表面改質各論
　4.1　表面熱処理
　4.2　コーティング
　　4.2.1　湿式法
　　4.2.2　乾式法
5. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

多機能小型触覚センサの開発
Development of Multi Functional Small Tactile Sensor

　サービスロボット開発の進展に合わせてニーズが高まっている触覚センサは,まだ広く普及している汎用的な製品はなく,多くの企業で技術開発のフェーズにある。本稿では,現時点で製品化している2種類の触覚センサの技術説明,活用提案と今後の展開を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 小型3 軸触覚センサ
　2.1　開発の背景
　2.2　原理と特徴
　2.3　3軸の定義
　2.4　小型3軸触覚センサ活用提案
3. 柔軟触覚センサ
　3.1　開発の背景
　3.2　原理と特徴
　3.3　柔軟触覚センサ活用案
　3.4　オリジナルセンサモジュール
4. 今後の展開
5. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

電子回路を曲面にも作成可能な高速3D プリンターの開発
Development of the High-Speed 3D Printer Capable of Creating Electronic Circuits on Three-Dimensional Curved Surfaces

　3Dプリンターの登場によって,新しいアイデアや製品を簡単に試作出来るようになっている。いわゆるMaker Movementと呼ばれる動きが加速している。しかし,従来の3Dプリンターやレーザーカッターのようなデジタル工作機械だけでは形状は出来るが,モノを動作させることは出来ない。このモノ造り革命をさらに一歩も二歩も前進させる技術が,当社で開発したPCBプリンター3D-Pro1(開発コード名)である。本装置は,電子回路基板製作用のシルクスクリーン印刷法などの各種マスクが不要で,直接PCやスマホのお絵かきアプリで作成した回路から,どんな曲面や材料の上にも精密な電子回路パターンが作成できる。3D プリンターとしても従来の光造型機を凌駕する高速・高精度な造形物が作成出来る一台二役の装置である。

【目次】
1. はじめに
2. PCBプリンター3D-Pro1の主な特徴
3. PCBプリンター3D-Pro1の構造・仕様
4. 3Dプリンター機能概要
5. 電子回路プリンター機能概要
6. 光学エンジンの構成
7. 本装置の性能・精度

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[ Material Report -R&D- ]

破壊に対して優れたエネルギー吸収能を持つマグネシウム合金の開発
Development a New Magnesium Alloy Having High Absorption Energy Against Fracture

　マグネシウムは,実用金属材料の中で最軽量であるが,脆弱で等方変形することが難しく,実用化する際の克服すべき課題となっている。しかし,マンガンを微量(1000個のマグネシウム原子のうち,3個をマンガン原子に置換する程度の濃度)に添加したマグネシウム合金に対し,ところてんのような押出加工を施した開発材は,これらの問題を解決できることが分かった。特に,開発合金の破壊に対するエネルギー吸収能は,従来材の3倍以上で,極めて良好な変形能を示すことを特徴としている。本稿では,従来マグネシウム合金と比較しながら,開発材の特性および変形挙動について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 添加元素と粒界偏析
3. 蛇腹変形可能なマグネシウム合金
4. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

実用化及び新規用途開発直鎖状ホスファゼンポリマー
Practical Applications and Development of New Applications of Linear Polyorganophosphazens

　直鎖状ポリオルガノホスファゼンの実用化はアメリカで最初に成功している。主に軍事用に使用されていたが,それらの技術を民事用に展開することが既に開始され,ガスケット,オーリングや歯科材料に使用されている。更に新規用途開発も活発に行われているので,将来有望な機能材料に成長することは間違いない。

【目次】
1. はじめに
2. 実用化されているポリオルガノホスファゼン
3. 直鎖状ポリオルガノホスファゼンの新規用途
　3.1　コンタクトレンズ
　3.2　バイオリアクター
　3.3　マイクログラフィー
　3.4　液晶
4. その他
　4.1　分離膜及びフィルム
　4.2　導電性
　4.3　セパレーター及びバインダー
5. ポリオルガノホスファゼンの直接合成