Surface Functionalization and Tribology Reserch Group表面機能・トライボロジー
研究グループ

社会ニーズに応じた基盤的トライボロジーと
革新的な先端的トライボロジー

About研究グループについて

トライボロジー研究グループについて

表面機能の創製は、物体の表面に様々な加工・処理を行い、新たな機能を持たせて付加価値を向上させる取り組みです。トライボロジーは、相対運動する二つの摩擦材料と潤滑剤の三体問題を扱う科学技術であり、機械をはじめとする幅広い分野の製品の設計に始まり，製造、使用、メンテナンスにまで関わります。表面を根幹とするこれら二つのテーマは本質的に密接な関係にあり、各々の知見を複合化することにより、既成概念を超える成果の創出が期待されます。現在、我が国の製造産業は、省エネ・省資源のみならず，SDGsへの適合、国際競争力の強化、少子高齢化への対応など，数々の社会課題に直面しており、それらの解決に資する研究開発力が求められています。私たちは、各人が多彩なバックグラウンドを活かしながら協力し合い、表面機能・トライボロジーの領域におけるハブの役割を果たして、今後の日本の製造産業の基盤となる新しいものづくりの実現を目指します。

キーワード

表面機能、微細加工、成形加工、光工学、テラヘルツ光工学、バイオミメティクス、トライボロジー、機械要素、サーメット、表面化学、リマニュファクチャリング、トライボシミュレーション、標準化

Subjects研究課題

  • 1.新規表面機能創製
    エコトライボロジー

    物体の表面性状の制御によって新たな機能を付与する「新規表面機能創製」の取り組みを進めています。一例として、微細加工と成形加工及びオプティクスを組み合わせた特殊な偏光素子の開発、3Dプリンタによる積層造形と無電解めっき及び電磁設計技術を組み合わせたミリ波・テラヘルツ波パワーセンサの開発などを行っています。本テーマでは、期待する機能を発現させる物理的・化学的現象に関する研究と、それをもたらす表面の構造とそのプロセスに関する研究を並行して実施しています。

  • 2.スマートトライボロジー
    エコトライボロジー

    原理原則の解明と機器応用を一体的に推進する「スマートトライボロジー」の取り組みを進めています。一例として、特異なCore-Rim構造を有し、従来の材料と比較して高温強度が著しく優れ、常圧溶結も可能な超高温用工具材料及びその工具の開発、機械要素のリマンを志向した、金属3Dプリンタによる摺動面の補修とその信頼性評価技術の開発などを行っています。本テーマでは、機械・材料・化学・表面科学などの観点から研究を多角的に進める必要があり、実験的なアプローチとその理論的背景の解明に資するシミュレーション・解析技術との連携も重視しています。

  • 3.表面機能・トライボロジー融合型設計と社会実装
    エコトライボロジー

    表面機能とトライボロジーの知見を複合化させて革新的なアプリケーションに繋げる「表面機能・トライボロジー融合型設計」の取り組みを進めています。一例として、表面に微細形状と分子修飾を施して任意の物理的・化学的特性を付与し、トライボロジー特性を改善するだけでなく、カビの付着を抑制する技術の開発、生物の皮膚にインスパイアされた表面構造によって接着・剥離を制御する技術の開発などを行っています。 研究成果は、共同研究、技術コンサルティング、標準化などの活動を通じて社会実装を目指しており、その一環として、産学官連携のもと長年にわたって開発を進めてきたDLC膜の耐荷重能評価手法を国際標準に提案しています。

Themes個別研究課題

  • 水・アルコール潤滑システム エコ・トライボロジー低環境負荷カーボンニュートラル 水やアルコール中で耐摩耗性を示す摺動材料を開発しています。さらに組み合わせる相手材料との相互作用について研究しています。 詳しくはこちら
  • ナノルブリケーション 摩擦制御表面機能化長寿命化 自己再生型のナノ構造を構築し，なじみ特性や摺動特性の向上を目指しています。
  • 新しいTi(C, N)-W系超高温用構造・工具・金型材料の開発 サーメット高温高硬度放電プラズマ焼結工具材料Ti(C, N)ホウ化物金型 従来の超高温用構造材料より超高温域での強度に優れるTi(C, N)-W系サーメット及びその工具・金型の開発
    プレスリリース： 難削材も容易に切削できる新しいサーメットを開発  2020年9月14日     詳しくはこちら
  • 表面特性制御による防カビ技術の開発 表面機能化防カビ表面修飾接着 表面の化学的特性を制御したコーティング技術により、カビの表面への接着を抑制し、金属、セラミック、ガラス等の表面上で増殖したカビを簡単に水洗い除去が可能な技術を開発しています。
  • DLC膜のはく離特性の評価技術の開発 トライボ評価標準化ＤＬＣ膜はく離特性摩擦試験 DLC膜のはく離特性を評価する手法を開発し、国際標準への提案を目指しています。 詳しくはこちら
  • 機能性流体潤滑~テクスチャ表面による潤滑特性の改善~ 摩擦制御表面機能化テクスチャリング 摺動表面に微細な凹凸を加工し，潤滑特性を向上させる技術について，その機構の解明と，実機への適用を行っています。 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　
  • 転がり軸受の損傷診断 異常診断軸受メンテナンス・トライボロジーＡＥ AE法を用いて転がり軸受の疲労損傷を早期に検知する技術を開発しています。
  • 摩擦摩耗のシミュレーション 摩耗計算設計 複雑で定式化が困難な摩擦摩耗現象に対して，現象を確率的なものとして捉えるモデルによるシミュレーションを行っています。 　　　　　
  • SRV摩擦試験機によるトライボ特性評価 トライボ評価摩擦摩耗特性データベース SRV摩擦試験機など、様々な摩擦評価試験機を用いて，幅広い条件の評価試験に対応しています。
  • 種々の摩擦材料に対する植物油の潤滑特性の解明 エコ・トライボロジー低環境負荷自然系液体 低毒性と生分解性に優れた植物油を対象に，潤滑特性に影響を及ぼすメカニズムを解明しています。

研究装置紹介

他のグループ紹介ページへ