2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12450063
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
難波 義治 中部大学, 工学部, 教授 (40029129)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐伯 守彦 中部大学, 工学部, 講師 (10284738)
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| Keywords | 超精密工具形状計測 / 非球面金型 / レプリカ / 超精密ダイヤモンド切削 / 転写性 / 表面粗さ |
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| Research Abstract |
本研究は、金型表面を転写する成型法で超精密な非球面レプリカ光学素子を製作するための基盤技術を確立することを目的とするもので、これまでの超精密機械加工技術を集大成するものであり、最も仕様の厳しいX線望遠鏡用非球面レプリカ反射鏡を対象とする。本年度の研究実績は以下のようである。
1.1nmの位置決め分解能を有する超精密非球面加工装置で無電解ニッケル製非球面金型を製作する場合に工具として使用する超精密ダイヤモンド工具のノーズ半径を正確に知る必要がある。そのため、分解能1nmを目指す超精密工具形状計測システムを米国のUS&A社のS. F. Soares博士と共同開発した。本システムは光ファイバー、超安定化半導体レーザ、シリコン光センサー、超精密ピエゾ駆動装置を有し、工具のエッジを正確に捉え、光学顕微鏡を越える検出分解能があることが確かめられた。
2.超精密非球面加工装置の走り誤差を調整し、かつソフト的に補正して加工することにより、直径100mmの無電解ニッケル金型を0.12μmの平面度で加工することができた。その表面粗さを数段階に変えた金型モデルを製作し、これに表面を軟化したアクリル樹脂を押し付け、離型することによりレプリカ光学面を製作した。無電解ニッケル金型とアクリル樹脂レプリカ成型品の表面粗さを光学的に測定し、両者を比較した結果、アクリル樹脂表面に金型の形状がほぼ完全に転写することが判明した。
3.シリコン単結晶平面金型モデルにPt-C多層膜をコーティングし、表面粗さと超高圧透過電子顕微鏡観察を行なった結果、Pt膜の表面粗さはその元素の有する理想表面粗さの2倍の粗さであることを明らかにした。また、表面粗さの悪化の原因が膜の多結晶化にあることを電子顕微鏡観察から明らかにした。
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[Publications] Y.NAMBA: "Fracture Strength of Zero-Thermal Expansion Glass-Ceramics for Ultra-Precision Components"Annals of the CIRP. 50・1. 239-242 (2001)
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[Publications] 難波義治: "紫外光学材料の精密加工技術"光学. 30・12. 801-807 (2001)
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[Publications] 宇野義幸: "プラスチックのレーザフォーミングに関する研究 -試料厚さが変形特性に及ぼす影響-"精密工学会誌. 68・3. 466-471 (2002)
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[Publications] Ekkard Brinksmeier: "Initiatives of Precision Engineering at the Beginning of a Millennium"Kliwer Academic Publishers. 977 (2001)
