UVレーザ援用ダイヤモンド切削によるSiCの微細複合加工

• Project/Area Number: 22K04764
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 由井 明紀 神奈川大学, 工学部, 教授 (70532000)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2025: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: UVレーザ / ダイヤモンド工具 / 単結晶ダイヤ / 複合加工 / SiC / 加工能率 / 表面性状 / レーザ / ダイヤモンド切削

Outline of Research at the Start

硬脆材料の加工では，工具となるダイヤモンドバイトの先端損耗が激しい．一方，レーザ加工は加工精度や加工面性状に限界がある．そこで，レーザ加工と切削加工を同時に行うSiCの複合微細加工方法を提案する．すなわち，透明なダイヤモンド工具の背部から透過したレーザ光をSiCの加工点に照射して光化学反応を起こさせ，同時にダイヤモンド工具により微細切削加工を行う．本研究では，ダイヤモンド工具にダメージを与えることなく透過し，SiCに吸収されるUVレーザを選定して複合加工を試み，加工メカニズムを明らかにするとともに，最適加工条件を選定してSiCの高精度加工を実用化することを目的とする．

Outline of Annual Research Achievements

SiCに対して，UVレーザを用いた光化学反応とダイヤモンド工具による微細切削加工の複合加工を行い，UVレーザ援用効果を確認することを目的としている．
1年目の2022年度に続き，2023年度は
１）レーザ光とダイヤモンド工具のずれを正確に補正する技術を確立した．
２）レーザ光の焦点をSiC方向にオフセットすることにより，より有効にレーザ援用できることを明らかにした．
３）砥粒加工学会学術講演会（ABTEC2023米子）において，研究内容の講演発表を行った．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2023年3月に研究室が移動になり，3か月程度研究が停止した．その影響があり，研究の進行状況はやや遅れている．

Strategy for Future Research Activity

１）単結晶SiCの切削加工を行い，切削抵抗を測定する.
２）単結晶SiCのUVレーザ加工を行い，表面性状を確認する．
３）単結晶SiCのUVレーザ援用加工を行い，切削抵抗を測定するとともに表面性状を確認する．
４）昨年度の研究成果を砥粒加工学会学術講演会（ABTEC2024長岡）にて発表する．

Research Products

• [Presentation] SiCの微細加工に関する基礎的研究 (2023)
  • Author(s): 何一聞，由井明紀
  • Organizer: 砥粒加工学会学術講演会（ABTEC2023）米子