AFM触針を用いた微小領域における機能的表面テクスチャ作用装置の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750106
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 小林 義和 日本大学, 工学部, 助手 (60277390)
• Keywords: トライボロジー / 表面テクスチャ / 精密加工

Research Abstract

現在一般的に使用されている切削および研削などの加工装置では,ミリメートル以上の広領域にナノメートルレベルの振幅で制御された凹凸を作ることは困難である.また,SPMを用いた微細凹凸の作成においては,ピエゾアクチュエータを駆動機構に用いているため走査できる領域が狭く,ミリメートルレベルの広領域は加工できない.そこで,本研究では表面テクスチャを作成するCAD/CAMシステムを内蔵した表面テクスチャ作成装置を開発し,ミリメートルオーダーの領域内にナノメートルオーダーの制御された振幅をもつ表面凹凸の作成を行った.その作成した装置の仕様は以下となる.また,この装置を用いて作成したテクスチャ表面を評価した結果,その寸法精度はおおよそ1μmと良好な結果を得た.
(1) 装置仕様
1)テクスチャ作成可能領域:1μm〜10mm
2)テクスチャ形状パターン:規則テクスチャ(ドット,ラインによるもの)不規則テクスチャ(CCDカメラによるテクスチャ画像によるもの)
3)加工深さ:1ラインあたりサブミクロンレベルで加工
4)加工可能材質:金属,セラミックス
この作成したテクスチャ作成システムは次ページに示す学会にて発表を行ったとともに,地元の金型メーカーで試験的にテクスチャ作成を行い,射出成形金型における転写性の研究に活用している.

Research Products

• [Publications] K.Shirai and Y.Kobayashi: "Development of Surface Texture Creation Device for Microscopic Areas using AFM Stylus"ASPE The Fifteenth Annual Meeting. 168-171 (2000)
• [Publications] T.Sasaki,Y.Kobayashi ら: "An Experimental Study on Ejection Forces of Injection Molding"Precision Engineering. 24・3. 270-273 (2000)
• [Publications] 小林義和,白井健二 ら: "射出成形におけるコア表面粗さと理経抵抗力の関係"精密工学会誌. 67・3(掲載決定済み). (2001)