化学反応誘起スラリー援用研削におけるCeO2粒子付着の安定化と形状制御
| Project/Area Number |
23K26013
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| Project/Area Number (Other) |
23H01318 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
柿沼 康弘 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70407146)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嘉副 裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20600919)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 加工制御 / 超精密研削 / 化学的機械研削 / 光学材料 |
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| Outline of Research at the Start |
8K対応光学機器の普及に向けて，大口径非球面光学レンズの高能率生産が要求されている．これに応えるため，酸化セリウム（CeO2）スラリーを用いて効率よく延性モード研削を行う，化学反応誘起スラリー援用研削法（RISA研削）の研究を進めてきた．CeO2粒子が砥石表面に付着すると，延性モード研削能力が桁違いに高まる一方で，付着は不安定で，滞留時間の違いによる形状の崩れも生じる．そこで，本研究では，CeO2粒子付着メカニズムを明らかにし，プロセス制御するために感覚機能を備えた超精密加工システムを開発する．これにより，RISA研削の安定化に加え形状制御を実現する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラスと反応性を有する酸化セリウム（CeO2）粒子を分散した研削液を用いて延性モード研削を効果的に行う，化学反応誘起スラリー援用研削法（Reaction-Induced Slurry Assisted Grinding，RISA研削）の研究を進めてきた．本研究では，RISA研削におけるCeO2粒子付着メカニズムを明らかにするとともに，プロセス制御するために感覚機能を備えた超精密加工システムを開発する．これにより，RISA研削の安定化に加え形状制御を実現する超高能率な非球面レンズ研削法を世界に先駆けて確立することを目指している．
初年度は，RISA研削における表面－粒子間相互作用を観察するために散乱光で粒子の付着現象を捉える装置を開発し，その性能を評価した．非焦点粒子像から表面近傍の微粒子の位置を10 nm分解能で測定できることを確認した．これによりCeO2粒子の凝集を捉えることができる．また，電気浸透流を応用した観察装置にて粒子のゼータ電位を測定する仕組みを検討した．以上より，pHと粒子付着の関係性を明らかにする準備を整えた．
また，2024年度に実施予定であった感覚機能を備えた超精密加工機の開発を前倒しで実施した．触覚機能，聴覚機能，味覚機能を搭載した超精密加工システムを構築してそれぞれの機能を評価した．触覚機能により，加工圧力の変化を捉えることができ，加工圧力が形状精度に与える影響を明らかにした．また，聴覚機能により，CeO2粒子の砥石への付着量が判断できる可能性を示した．更に，味覚機能によりCeO2スラリーの状態を判断できるようにした．
以上より，本研究は当初の計画以上に順調に進んでいる．上記成果は，国際学会３件，国内学会１件（優秀講演賞受賞）で発表した．また，展示会にて成果発信も行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請当初に計画した実施項目をすべて遂行し，一部前倒しで研究を進めていることから，おおむね順調に進展していると言える．また，国際会議および国内会議での発表および優秀講演賞も受賞したことから，成果にも繋がっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画は順調に進んでおり，引き続き計画変更せずに進める．令和６年度は，開発した観察装置を用いて，CeO2粒子の付着現象を明らかにすることと，感覚機能を備えた超精密加工機システムを完成させ，性能評価を実施する計画である．
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
