マイクロ・フレキシブル機構の加工を可能にする光造形加工システム

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中島 尚正 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00011073)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 孝弘 (株)アイシン, コスモス研究所・研究開発部, 研究職 ; 村上 存 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20212251)
• Keywords: マイクロマシン / 光造形 / レーザー / 液面制御 / 気泡

Research Abstract

マイクロマシン用の高い分解能を必要とする光造形では、加工面を高精度の平滑面にする必要があるので、石英板などの窓を介してレーザーを照射する規制液面方式が採用されてきた。しかし、この方式は一層分を固化した後に加工物を引き上げると、窓と固化した最上層が接着した状態になっているので、フレキシブルな機構の部分は引き剥がされてしまうことが問題であった。この問題を解決するために本研究では、自由液面式を採用して、レーザー光の照射点の近傍の液面レベルを局所的な流体圧の操作によって、制御する方法を提案し試みている。
はじめに取り上げた方法はノズルから流出する空気流によって、液面を一定位置に押し下げる液面制御方式である。しかし、予備実験の結果、流出する空気流が液面を不安定に振動させてしまうため、安定した液面制御が達成できなかった。
そこで、つぎに空気を流出させずに、気泡を安定に保つ方法で液面を制御する方法に改善した。コンピュータシミュレーションの結果からは1μmの精度で制御できることが分かり、この方法の優位性が確認できた。しかし、実験した結果は、数十分以上のの長い周期で液位が数100μmのオーダーでドリフトすることが認められた。
この原因の究明の結果、大気圧の変動の影響を受けていることが分かり、この対策を検討し、次年度の研究課題とするための改善案を創出した。

Research Products

• [Publications] Naomasa NAKAJIMA: "Micromachine as Unconventional Artifacts(Invited Paper)" Proc.of the Ninth International Conference on Industrial Engineeing Applications of Artificial Intelligence and Expert Systems. 3-7 (1996)
• [Publications] Naomasa NAKAJIMA: "Scope of Micromachine" Proc.of World Micromachine Summit,Montreux. 15-17 (1996)