1999 Fiscal Year Annual Research Report
超精密マイクロ溝加工技術を利用した微小部品の直接接合
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11555042
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
竹内 芳美 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (50107546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沢田 潔 ファナック株式会社, 基礎技術研究所, 室長
森重 功一 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (90303015)
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| Keywords | マイクロV溝 / 超精密マシニングセンタ / マイクロダイヤモンド工具 / 接合 / 組立て技術 |
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| Research Abstract |
超精密加工技術は微細機構部品など非常に小さい加工物に適応され始めている。今後、ナノメータ・オーダの加工精度をもつマイクロ部品の加工技術とその組立て技術はマイクロマシンの製作に不可欠の技術となる。そこで、1nmの位置決め精度をもつ超精密5軸制御マシニングセンタを活用して微細構造、すなわちマイクロストラクチャの製作法とその接合法を研究するものである。本研究ではその中でも多数の応用分野の期待できるマイクロ溝の加工技術をまず開発し、次に、マイクロ部品の組み立てに必須の基盤技術となる接合・組立て技術の開発を目指すものである。そこで、部品表面にマイクロ溝を多数加工し、そのマイクロ溝同士のくさび効果と凝着作用を利用して、微細部品同士の無接着剤直接結合技術を確立しようとした。得られた本年度の研究成果は以下のようにまとめられる。
1.超精密マイクロ溝加工用の微細な単結晶ダイヤモンド回転工具をいくつか試作し、マイクロ溝加工の基礎実験から加工に使用できることを確認した。
2.超精密マシニングセンタにダイヤモンド回転工具を装着し、溝深さ、溝開き角を変えながら各種のマイクロV溝を製作した。測定した結果、良好な溝形状と面粗さをもつ接合用部品を製作できた。
3.接合治具に多数のマイクロ溝をもつ部品同士をセットし、V溝の接合実験を行った。溝加工の容易性とその結合強度から、溝深さ20μm、溝開き角8°の場合が接合に適切であることが分かった。
4.有限要素法を使用して接合強度解析を行ったところ、実験結果と良い対応を示すことを確認した。
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