1998 Fiscal Year Annual Research Report
方位制御したウィスカーで強化したマイクロパーツの造形
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10555038
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中本 剛 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (30198262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 克彦 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (80262856)
山口 勝美 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40023056)
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| Keywords | 光造形法 / マイクロ部品 / 樹脂の収縮 / ウィスカー / 方位制御 / 紫外線感光性樹脂 / 樹脂の硬化 / 精度 |
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| Research Abstract |
本申請者らはこれまで,光造形法を応用して,さまざまな形状のマイクロ部品を製作し,製作の際の精度も検討してきた.光造形法では,液体の紫外線感光性樹脂を固体へと硬化させる際に収縮し,これが製作誤差になる.硬化した樹脂の周囲の液体樹脂を溶剤で除去する際にも,溶剤が硬化した樹脂に対して,エッチングのような作用を起こすために,さらに収縮する.部品のサイズが小さくなるほど,部品の体積の割に表面積が大きくなるため,後者の影響はより,顕著になる.すなわち,マイクロ部品になるほど,収縮による誤差が大きくなる.そこで本研究では,樹脂でできたマイクロ部品をウィスカーで強化して収縮を抑制することを行った.ウィスカーは直径が1ミクロン,長さが数十ミクロン程度の円柱形状をしており,微小寸法で高強度,高硬度であるため,マイクロ部品の強化材として使用するために適していると考えられる.本研究では,ただ単にウィスカ一で強化するのではなく,ウィスカーの長手軸を所望の方向に揃えてマイクロ部品の強化を行なう.液体の樹脂とウィスカーの混合物に電界を印加し,電界方向にウィスカーの長手軸方向をそろえた後,樹脂を所望の形状に硬化させることによって,ウィスカー方位のそろったマイクロ部品を製作した.
まず,この手法でウィスカー方位をそろえることができることを計算と実験の両面から確かめた.次に,樹脂中でウィスカー方位をそろえることによって収縮を抑制できることを計算と実験の両面から検討した.樹脂のみでは7%収縮するのに対して,ウィスカーを体積含有率でわずか1%,方向をそろえて混合するだけで,ウィスカー方向については,収縮を2%に抑制することができた.
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[Publications] 中本 剛: "ウィスカー強化した光造形マイクロ部品のウィスカー配向についての検討" 1998年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 64 (1998)
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[Publications] 山口勝美: "マイクロ光造形技術の可能性" 機械の研究. 51・1. 31-38 (1998)
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[Publications] 山口勝美: "ウィスカー強化マイクロ部品の光造形" 型技術. 13・13. 50-51 (1998)
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[Publications] T.NAKAMOTO: "Consideration on Alignment of Whisker in Unidirectional Whisker Reinforced Micro Part Produced by UV Laser Photopolymerization" Proc.of 1998 Int.Symp.on Micromechatronics and Human Science. 121-126 (1998)
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[Publications] K.YAMAGUCHI: "Micro Fabrication by UV Laser Photopolymerization" Memoirs of the School of Engineering Nagoya University. 50・2(掲載予定). (1999)
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[Publications] 中本 剛: "方位制御したウィスカーで強化したマイクロ光造形部品の強度の検討" 1999年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (掲載予定). (1999)
