京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

本技術は、単眼で3次元空間分布の時間変化が記録できる3次元空間情報デジタル計測であり、点計測では測定できない繊維状物体の3次元形状および姿勢情報を単眼で捉えた観測ホログラム画像からソフトウェアで提供します。また、計測された3次元形状情報を簡単なパラメーターで表現することにより計算機内で3次元形状を再現することも可能です。

■研究の概要

デジタルホログラフィは、3次元空間情報をもつ2次元干渉縞パターンを電子カメラでディジタル画像化し、これを計算機で数値的に解析することで、記録された様々な3次元空間情報をオンラインで同時計測することを可能にしました。
○数ミクロン～数十ミクロン程度の微小体群の3次元運動を捉えたい
○微小体の運動に加え、大きさ・形状・数密度などを同時に定量化したい
このようなご要望にお応えできるのがデジタルホログラフィ空間計測法です。

■研究事例

提案技術は、動荷重を負荷された複雑形状の構造体の3次元応力場計測を目標にしています。本提案技術の実施例として、静加重を負荷された両端支持梁、動荷重を負荷された片持ち梁、座屈する長柱を挙げます。
特に、図7に示す動荷重を負荷された片持ち梁は、光弾性実験による応力場計測とは異なります。光弾性実験で3次元応力場を計測するためには、RPモデルを板状にスライスするために、実験条件ごとにRPモデルを作成する必要があります。また、負荷した状態で長時間過熱する必要があるため、繰返し実験を実施するのは困難です。提案手法では、RPモデルはスライスしないため繰返し使用が可能です。また、リアルタイムに3次元応力場を測定することが可能です。

■研究の概要

提案技術は、VR設計（CAD/CAE/CAM）との集約が可能なホログラフィ法を用いたラピッドプロトタイピング(RP)モデルの時系列3次元応力場計測システムです。本計測システムは、3次元CADデータを基にCAM出力されたプログラムで、RPマシンを用いてトレーサが透明樹脂に分散するRPモデルを作成します。作成したモデルをホログラフィ法により時系列3次元応力場計測を実施します。得られた実験結果は設計システムへフィードバックを行い、高効率な設計開発環境を実現します。

■研究の概要

提案技術は、高効率な遠心ポンプ設計・開発環境を提供します。RPモデルの遠心ポンプは、3次元CAD/CAMで設計・プログラムし、透明アクリル樹脂をNCマシンで切削加工することで作成します。デジタルホログラフィ法を用いることで、複雑な形状を持つ遠心ポンプケース内の3次元速度場計測を可能とします。