マイクロ・アブレイシブ・ジェット・マシニングによる硬脆材料の微細加工に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452156
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 厨川 常元 東北大学, 工学部, 助教授 (90170092)
• Keywords: セラミックス / 微細加工 / インプロセス ドレッシング / アブレイシブ・ジェット

Research Abstract

これまでに,試作したマイクロAJM装置を使用し,基本的なセラミックス(AIN,SiC,Si_3N_4,ジルコニア,グラシーカーボン等)の加工実験を行った.そのときの砥粒の噴出速度を現有のレーザドップラー流速計で,また噴出した砥粒密度分布を試作したレーザ光パターン測定装置により測定,評価した.当初,砥粒密度の測定は,ノズル下方の砥粒噴射部分にレーザ光を走査させ,その透過割合を測定することにより,CTの原理を用いてレーザ走査面内の砥粒分布を求めようと試みた.しかし高能率加工が実現できる砥粒混合濃度の低い領域で検出感度が感度が著しく低下することがわかった.そこでシートレーザ光による砥粒粒子からの反射光量の分布を画像処理する方法に変更した.その結果,砥粒速度は音速の60%まで加速されており,砥粒はノズル中心線からかなり広範囲に飛散していることが明らかになった.そして加工表面に微細砥粒を衝突させたときの加工深さ,加工範囲を,噴射圧力,噴射時間,空気噴流速度,微細砥粒スペック(砥材,粒子径,噴射密度),微小径噴射ノズルスペック(ノズル径,ノズル走査速度,加工表面からの距離,ノズル角度)と関連され調べた.その結果,加工量インプロセス制御のための加工データベースを構築することができた.
さらにマイクロAJMの応用として,グラッシーカーボン基板のマイクロ穴あけ,マスク処理によるパターン加工について検討し,良好な結果を得た.またこの技術を超精密非球面にセラミックスミラー研削加工のインプロセスドレッシングに応用し,良好な効果を得た.したがって本加工技術は硬脆材料の微細加工に適しており,また適用範囲も広い加工方法であることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 厨川常元: "マイクロ アブレイシブ ジェット マシニングによるレジンボンド極微粒ダイヤモンドホイールのインプロセスドレッシング" 砥粒加工学会誌. 40(掲載待ち). (1996)
• [Publications] T.Kuriyagawa: "In -Process Dressing of Resinoid-Bonded Ultra-Fine Grit Diamond Wheel with Micro-Abrasive Jet Technology" Proc.of International Manufacturing Engineering. (掲載待ち). (1996)
• [Publications] 金原摂: "グラシーカーボンのマイクロ穴あけ加工(マイクロアブレイシブ ジェット マシニングに関する研究)" 1995年度砥粒加工学会論文集. 107-109 (1995)