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Development of surface finishing/modifying hybrid technique for controlling surface nano-structure of micro handling tools

Research Project

Project/Area Number 19760093
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

KATAHIRA Kazutoshi  The Institute of Physical and Chemical Research, 大森素形材工学研究室, 専任研究員 (70332252)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,480,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2008: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywordsナノ・マイクロ加工 / マイクロツール / 表面改質 / 研削加工
Research Abstract

本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため,"サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.次年度に引き続き,マイクロツール(材質 ; 超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現するとともに,本加工技術の再現性向上に努めた.また,創製したツールが実際の使用に耐えるかどうかを確認するため,ガラスやステンレスに対し微細溝形状加工を施しその仕上がり状態を検証した.一方,マイクロツールを細胞マニュピレートに使用する場合を想定して,ツール自体を生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,表面局所領域での化学反応をシミュレートした耐食性評価試験も行った.いずれも十分なパフォーマンスを示したことから,今後はマイクロツールのナノ表面改質加工技術,それを用いたマイクロ光学部品やバイオ用途に関わる技術微細部品製造技術の実現可能性が示唆された.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (14 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Investigation on High-Temperature Oxidization of Mirror-Quality Ground Stainless Steel2008

    • Author(s)
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., Komotori J.
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics B (in press)

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      2008 Final Research Report
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  • [Journal Article] Functionalization of Stainless Steel Surface Through Mirror-Quality Finish Grinding2008

    • Author(s)
      Ohmori H., Katahira K., Komotori J., Mizutani M.
    • Journal Title

      Annals of the CIRP 57, 1

      Pages: 545-549

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  • [Journal Article] 表面改質加工法によるチタン合金の表面機能制御2008

    • Author(s)
      水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 大森整
    • Journal Title

      材料試験技術 Vol.53, No.4

      Pages: 254-260

    • NAID

      40016299496

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    • Author(s)
      Ohmori H., Katahira K., Komotori J., Mizutani M.
    • Journal Title

      Annals of the CIRP 57・1

      Pages: 545-549

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      水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 大森整
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      材料試験技術 53・4

      Pages: 254-260

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      40016299496

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      Ohmori H., Katahira K., Naruse T., Uehara Y., NakaoA., Mizutani M.
    • Journal Title

      Annals of the CIRP 56, 1

      Pages: 569-572

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      片平和俊, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • Journal Title

      砥粒加工学会誌 51, 6

      Pages: 333-338

    • NAID

      10019485044

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      Ohmori H., Katahira K., Naruse T., Uehara Y., NakaoA., Mizutani M.
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      Annals of the CIRP 56・1

      Pages: 569-572

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      片平和俊, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • Journal Title

      砥粒加工学会誌 51・6

      Pages: 333-338

    • NAID

      10019485044

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      片平 和俊, 赤羽 陽平, 小茂鳥 潤, 水谷 正義, 大森 整
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      2009年度日本機械学会東北支部講演会
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      仙台
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      片平和俊, 成瀬哲也, 齋藤智之, 小茂鳥潤, 水谷正義, 大森整
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      2008年度砥粒加工学会学術講演会
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      滋賀県彦根市
    • Year and Date
      2008-09-03
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      International Conference, Advanced Materials Development and Performance 2008 (AMDP 2008)
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      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., and Komotori J.
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    • Place of Presentation
      Changsha, China
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      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., and Komotori J.
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      8th International Joint Workshop on Micro Fabrication (IJWMF-2008)
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
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      片平和俊, 成瀬哲也, 齋藤智之, 小茂鳥潤, 水谷正義, 大森整
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      2008年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2008)
    • Place of Presentation
      彦根
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  • [Presentation] ELIDを基盤とした表面改質加工の効果と可能性(招待講演)2008

    • Author(s)
      片平 和俊, 大森 整, 水谷 正義
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      2008年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台
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  • [Presentation] 放電プラズマ焼結(SPS)法を用いて作製したTiボンド砥石による表面改質加工2008

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      片平 和俊, 成瀬 哲也, 齋藤 智之, 小茂鳥 潤, 大森 整, 水谷 正義
    • Organizer
      2008年度砥粒加工学会学術講演会
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      彦根
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  • [Presentation] 極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発2007

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      片平和俊, 成瀬哲也, 上原嘉宏, 水谷正義, 大森整
    • Organizer
      日本機械学会関東支部講演会
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      茨城県日立市
    • Year and Date
      2007-09-28
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  • [Presentation] Nano-precision grinding characteristics and surface modifying effects on lens mold materials2007

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      Katahira K., Ohmori H., Saito T.Komotori J., Mizutani M.
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      4th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
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  • [Presentation] ELID grinding characteristics and surface modifying effects on precise lens mold materials2007

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      Katahira K., Ohmori H., Saito T., Komotori J., Mizutani M.
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      euspen international topical conference
    • Place of Presentation
      Bremen, Germany
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  • [Presentation] 表面電位測定による加工改質層厚さの迅速評価2007

    • Author(s)
      片平和俊, 赤羽陽平, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • Organizer
      2007年度砥粒加工学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
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  • [Presentation] 極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発2007

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      片平和俊, 成瀬哲也, 上原嘉宏, 渡邉裕, 水谷正義, 大森整
    • Organizer
      日本機械学会茨城支部講演会
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      日立
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  • [Presentation] 表面改質加工を施した成形金型材料の濡れ性評価2007

    • Author(s)
      片平和俊, 大森整, 上原嘉宏, 水谷正義, 赤羽陽平, 齋藤智之, 小茂鳥潤
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      型技術者会議
    • Place of Presentation
      蒲田
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  • [Remarks] (1) 日刊工業新聞2008/10/30, "表面改質加工で国際賞" (2) 日刊工業新聞2008/8/27, "親水・撥水,研削で制御" (3) 日刊工業新聞2008/2/29, "折れにくい微細工具,理研独自研削技術で成功"

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      2008 Final Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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