埼玉工業大学 工学部 機械工学科
成形技術研究室
ものづくりDX
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研究室紹介


これからのものづくりには機械設計技術だけでなく、効率の良い生産工程?加工技術が必要になります。それには、工作機械、ネットワーク、PC?スマホを連結したIoTの観点からの技術が必要となるため、本研究室ではプラスチック成形加工技術を基軸とし、“CAE技術での事前検討”、“機械設計技術での金型製作”、“IoT技術による監視?判断技術”について研究を行っています。これにより、企業が求めているスマートものづくりを理解した人材を育成していくことを目指しています。


研究テーマ1
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各種センサとラズベリーパイを用いた金型表面温度計測とMTシステムを用いた状態監視技術に関すること

研究テーマ2
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ものづくりDXを想定した金型変形測定と転写法による金型合わせ面の凹凸の可視化

研究テーマ3
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CAD/CAM/CAEを使った金型設計加工とニューラルネットワークによる不良判別に関すること


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低価格非接触温度センサとラズパイの応用
気軽に温度監視ができるシステムを目指しています。

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測ることはモノづくりの基本
歪ゲージによる金型変形を計測
機械系技術者としての基本を学びます。

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SONYから提供されてるニューラルネットワークシステムを利用した画像解析
成形品画像を使った不良判別に挑戦しています。

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Excel VBAを利用したモニタリングシステム
プログラミングを専門としない技術者の方々にも少しの学習で開発可能です。品質工学分野で広く利用されているMTシステムを利用し、成形機の稼働状態のモニタリングシステムを開発しています。

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金型合わせ面を転写?数値化?可視化
実際の金型合わせ面の凹凸を数値化?可視化します。

         
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機械系技術者として製品設計技術の学習のため、
設計(CAD)、加工(CAM)、流動解析(CAE)を実践。
CAE解析はMoldex3D

研究成果例(動画)

        


Ⅰ. 歪データを用いたMicrosoft Excel VBAによる金型挙動可視化動画


2019, 2020年度の卒研生による研究成果
計測してみると均一な変形や挙動をしているわけではことが観察できました。
例えば左の動画内の16か所の歪ゲージは型締時には圧縮だったり引張だったりしています。何故でしょう?



        


Ⅱ. 歪データとMTシステムを用いた成形状態モニタリングシステム


2022年度の大学院修了生による研究成果
MTシステムとよばれる一種のAI手法を利用したモニタリングシステム
動画中の赤い棒グラフが長いほど異常状態を示します。成形回数に伴い安定していくことが観察できます。
論文投稿や多くの学会発表に繋がった研究です。



        


Ⅲ. 樹脂流動解析Moldex3Dによる解析例


2016年度の卒研生による研究成果
Moldex3Dを使いウェルドラインと呼ばれる不良を削減する手法の研究
シミュレーションだけですが、英文査読論文で公表された研究成果です。



        


Ⅳ. CAMによる加工シミュレーション例 (by Master CAM)


2017年度の卒研生による研究成果
深谷市のゆるキャラ「ふっかちゃん」の金型製作
オープンキャンパスや深谷市のお祭りで配布しているグッズの製作が可能です。


      

主な研究設備

本研究が所有している設備等は以下の通りです。


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成形時の金型歪測定の様子

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実習工場での加工の様子
細穴加工機

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金型取り付けの様子

          
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3Dプリンタ MakerBot製
 METHOD X(左) Replicator+(右)
治具政策や部品製作で大活躍

          
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手動射出成形機 オリジナルマインド製 INARI M12 
 金型設計加工は学生たちの自主製作 
 IoTシステム開発中

 

メンバー紹介

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教授 福島 祥夫

Professor, Yoshio FUKUSHIMA

専門分野:ものづくりDX,品質工学,成形加工,機械設計,CAD/CAE,最適?効率化研究(IoT技術含む)

          
業績はリサーチマップに全て記載


大学院生 2024年度

M2 : 1名,M1 : 2名


学部生 2024年度

B4 : 11名

          
卒業生の受賞情報 (品質工学会 学生賞2023)


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就職先

日産自動車(株), 三菱自動車工業(株), 東日本旅客鉄道(株), 山崎製パン(株),富士ダイス(株),福山通運(株),(株)イワキ,テイ?エステック(株),東芝インフラシステムズ(株), (株)ヤオコー,  綜合警備保障(株),  (株)フジキン, (株)青木固研究所, しげる工業(株),(株)ナカヨ,(株)池田製作所,サンデン?オートモーティブクライメントシステム(株), (株)ソディック,日本製罐(株),東亜工業(株),SUBARUテクノ(株),(株)ミツバ,UTグループ(株), 宮城県, 横浜市教育委員会(中学教員), 群馬県教育委員会(工業高校教員), 東京消防庁 ほか


アクセス

教員室:27号館5階 2758室

学生研究室:27号館5階 2759室

実験室:34号館1階 3411a室

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