Kawai Lab
Ken-ichi KAWAI
  川井 謙一  Ken-ichi KAWAI
職   名:教授
研究組織:大学院工学研究院
       機能の創生部門/固体の機能分野
教育組織:大学院工学府
       システム統合工学専攻/材料設計工学コース
学部組織:工学部生産工学科
担当講義:<大学院>固体の力学,固体の力学特論
       <学  部>工業力学,材料力学T,材料力学U,
        塑性力学,塑性加工学
       <第二部>
専   門:塑性加工学,塑性力学
連絡先  :E-mail
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関連リンク
● 研究テーマと概要 ●
 固体材料に加えていた外力を取除いた際に材料が元の形に戻る性質を弾性と呼ぶのに対して,元の形に戻らない性質を塑性と呼んでいます.この材料の塑性という性質を利用すれば材料を所望の形状に加工することができ,塑性加工技術として広く利用されています. 塑性加工のうちで,棒,管および板状の被加工材料を回転させ,工具によって局部的な塑性変形を徐々に繰返し与えて全体の製品形状を創成していく加工方法を回転成形(回転塑性加工,rotary forming)と呼び,さらに棒材の回転成形を転造(form rolling),板材の回転成形をスピニング(spinning)と呼んでいますが,回転成形の変形機構に関する研究,ならびに各種塑性加工のコンピューターを用いた数値シミュレーションに関する研究などを行っています. 写真はスピニングを描いた中世ヨーロッパの木版画ですが,後方に立っている人が人力で大きなホイールをまわし,前方のへらをもった熟練の工芸師が板からミルクポットのような容器を手にもったへらで絞っています.視覚,聴覚,触覚によって加工の状況を把握して,へらをもつ手の力を加減しながら製品を仕上げている様子を示しています.このような歴史的背景から「スピニングは古典的なへら絞りで経験的な技能」というイメージが深く定着していましたが,加工技術と加工機械の進展によって従来の固定的なイメージから脱却し,先端産業も含めた各種産業のニーズに着実に応えつつあります.熟練技術者の視覚,聴覚,触覚をそれぞれセンサーで置換えて適応制御することによって,熟練時術者の応答をハードウェア的に実現することは可能ですが,熟練技術者は経験と技能によって蓄えられた技術的ノウハウをもっており,スピニングの加工技術はこの熟練技術者の技術的ノウハウによって支えられてきました.熟練技術者の高齢化によって,熟練技術者の技術的的ノウハウを次世代に伝えるという難しい問題が解決すべき急務となっています.経験的な技能と技術的ノウハウに依存していた加工技術をインテリジェントでフレキシブルな加工技術へと変革したいと考えています.
Manual spinning in the Middle Ages

● 主な公表論文 ●
(1) K. Kawai, H. Koyama and T. Kamei: Boss forming, An environment-friendly rotary forming, Key Engineering Technology, Vol. 344, (2007), pp. 947-953.
(2) K. Kawai, L.-N. Yang and H. Kudo: A flexible shear spinning of axi-symmetrical shells with a general-purpose mandrel, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 192-193, (2007), pp. 13-17.
(3) W. Kim, K. Kawai, H. Koyama and D. Miyazaki: Fatigue strength and residual stress of groove-rolled products, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 194, (2007), pp. 46-51.
(4) K. Kawai, Y. Tatsuki and H. Kudo: Rotary straightening of curved shape of nesr both tube ends of seamless pipe, Journal of Materials Processing Technol, Vol. 140, (2003), pp. 500-504.
(5) K. Kawai, L.-N. Yang and H. Kudo: A flexible shear spinning of truncated conical shells with a general-purpose mandrel, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 113, (2001), pp. 28-33.

 Various metal forming processes, particularly concerning rotary forming processes such as form rolling and spinning, have been studied in this Metal Forming Laboratory. The recent research topics are: rotary drawing of cylindrical cups with a rotating multi-roller head, shear spinning of truncated conical shells with a general-purpose mandrel, rotary straightening of the curved shape near both ends of seamless pipe, rotary forming of tapered internal threads, cross rolling of stepped hollow shafts, fatigue strength and residual stress of groove-rolled products, deformation mechanism in rotary forging process of disk and ring, rotary heading using a rotary-forging machine with a side roller, optimum die-design in the heading process with two blows, lubricant evaluation in fine wire drawing, fact and intelligent data base on spinning technology, roller pass programming in conventional spinning, and finite element simulation of some metal forming processes, etc.

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