加工プロセス工学では、材料加工の基礎となる材料学、弾塑性力学に関する基礎知識ならびに熱処理、鋳造、溶接·接合、粉体加工等の各種加工法について原理と特徴を理解する。
概要:
工業製品は様々な形状に形作られた多種多様な材料から構成され、個々の材料は形状精度だけでなく強度や機能を最大限発揮するように設計·加工されている。当授業では、企業で自動車を始めとした工業製品全般を対象とした不具合解析を担当していた教員が、その経験を活かし、加工プロセスを通じてどのように材料の機械的特性や機能特性の向上、精度の向上を図っているかについて講義形式で授業を行うものである。また、材料加工の意義、加工の原理および影響因子とその制御に関する技術を身に付ける。
授業の進め方・方法:
授業は主に講義形式で実施する。
予習:教科書の授業内容に関連するページを確認する。
復習:ノートや配布資料等を読み返すこと。
注意点:
加工プロセス工学を理解するためには材料力学、材料強度学、材料組織学、構成材料で学習した知識が必要となる。受講にあたってはこれら関連科目の復習しておくことが望ましい。また、課題はすべて期限内に提出すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
授業内容や方法について説明する。
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| 2週 |
材料の構造と機械的性質 |
強度試験から得られる機械的性質を説明できる。 機械的性質とミクロ構造の関係を説明できる。
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| 3週 |
温度による材料組織の変化と機械的性質 |
時効、析出、回復、再結晶が説明できる。
高温における金属材料の機械的性質が説明できる。
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| 4週 |
温度による材料組織の変化と機械的性質 |
時効、析出、回復、再結晶が説明できる。
高温における金属材料の機械的性質が説明できる。
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| 5週 |
材料加工の力学と伝熱学 |
弾性体の応力とひずみの関係を説明できる。
応力·ひずみ解析のための基礎式と解法を説明できる。
延性破壊のメカニズムが説明できる。
固体中の熱伝導について説明できる。
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| 6週 |
材料加工の力学と伝熱学 |
弾性体の応力とひずみの関係を説明できる。
応力·ひずみ解析のための基礎式と解法を説明できる。
延性破壊のメカニズムが説明できる。
固体中の熱伝導について説明できる。
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| 7週 |
材料加工の力学 |
弾性体の応力とひずみの関係を説明できる。
応力·ひずみ解析のための基礎式と解法を説明できる。
延性破壊のメカニズムが説明できる。
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| 8週 |
材料加工の力学 |
弾性体の応力とひずみの関係を説明できる。
応力·ひずみ解析のための基礎式と解法を説明できる。
延性破壊のメカニズムが説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
熱処理と表面処理 |
各種熱処理、表面処理の原理と特徴を説明できる。
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| 10週 |
鋳造 |
主な鋳造法と特徴を説明できる。
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| 11週 |
溶接·接合 |
主な溶接·接合法と特徴を説明できる。
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| 12週 |
粉体加工 |
主な粉体加工法と特徴を説明できる。
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| 13週 |
塑性加工 |
主な塑性加工法と特徴を説明できる。
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| 14週 |
機械加工および特殊加工 |
切削加工、研削加工、砥粒加工、主な特殊加工の特徴を説明できる。金属積層造形法について特徴や加工原理により分類し、それぞれについて説明できる。
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| 15週 |
前期期末試験の返却 |
前期期末試験の返却と解説を行う。
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 材料系分野 | 工作 | 精密鋳造法、ダイカスト法およびその他の鋳造法における鋳物のつくりかたを説明できる。 | 4 | |
| 鋳物の欠陥とその検査方法を説明できる。 | 4 | |
| ガス溶接やアーク溶接の接合方法とその特徴を説明できる。 | 4 | |
| 溶接における欠陥について理解し、溶接に適した材料選択ができる。 | 4 | |
| 塑性加工法の種類を説明できる。 | 4 | |
| 鍛造とその特徴を説明できる。 | 4 | |
| プレス加工とその特徴を説明できる。 | 4 | |
| 転造、押出し、圧延、引抜きなどの加工法を説明できる。 | 4 | |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | |
| グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。 | 3 | |
| どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | |
| 適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 3 | |
| 事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 3 | |
| 結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 3 | |
| 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 3 | |
| 公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。 | 3 | |
| 要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 3 | |
| 課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。 | 3 | |
| 提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。 | 3 | |
| 経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 3 | |