バイオミメティック·トライボシステム創製のための金属 3D プリンター活用の提案

摘要

表面テクスチャリングとは，微細な幾何形状を表面に付与する技術で，トライボロジー分野では摩擦·摩耗特性の向上に利用されている．これまでの表面テクスチャリングでは，主に流体動圧の発生や潤滑油の保持，摩耗粉の捕集など，摺動に伴う受動的なメカニズムに起因する効果の発現が求められてきた．これに対して筆者らは，表面の損傷や潤滑剤の劣化などの摩擦環境の変化に能動的に対応可能な表面テクスチャリング技術の開発を目指している．例えば，生体であれば血管やリンパ管などに相当する物質供給パスを摺動表面下に形成することで，摺動面に必要な種々の物質を適量だけ供給し，摩擦·摩耗特性の制御を可能とするような摺動面の開発である．生物の優れた機能を人工的に再現するアプローチは，バイオミメティックス技術と呼ばれている．バイオミメティックス摺動面である物質供給パスを有する 3 次元微細構造の金属表面を実現するには，従来の除去加工や塑性加工では困難である．そこで筆者らは，近年 AM（Additive Manufacturing）法として注目されている金属 3D プリンターを活用することにした．本研究の目的は，摩擦·摩耗特性を能動的に制御するためのバイオミメティックス摺動面を実現することにある．本報では，摺動表面下に複数の物質供給パスを有する摺動表面を金属3Dプリンターにより作製し，PAO 潤滑下の摺動面に物質供給パスを通して添加剤を供給した際の摩擦挙動への影響を調査した結果を報告する．