2004 Fiscal Year Annual Research Report
究極の宇宙望遠鏡用ミラー(大型SiC超軽量ミラー)の開発
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15740128
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
惠藤 浩朗 独立行政法人理化学研究所, VCADものつくり応用チーム, 研究員 (90360510)
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| Keywords | 宇宙望遠鏡 / 超軽量 / SiC / フィードバック / ミラー / ELID研削 / 超精密加工 / 数値計算 |
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| Research Abstract |
数値シミュレーションを取り入れた超精密加工技術の開発を目的として,様々な大型SiC素材のELID研削実験,背面にリブ構造を有した超軽量ミラーの振動解析および変形解析,荷重変形シミュレーションの数値計算結果を使用して変形マップの製作,変形マップのデータを砥石の軌道にフィードバックさせて行う最適加工条件による形状補正加工試験を行った.
1,リブ構造φ80mm焼結SiCミラーワークを利用し,通常研削加工ではリブのない部分で砥石の通過後にスプリングバックが生じ形状精度が750nm程度の結果であったが,数値計算による最適加工条件を研削加工にフィードバックさせる数値計算と加工の融合により形状精度68nmという約10倍の精度を得て高効率研削を実現した.
2,リブ構造φ360mm焼結SiCミラーワークの球面研削加工を行い,ナノ精度機上計測プローブにより超精密加工機上で形状測定し,得られた結果よりツールパスを決定する補正加工を行い約3倍程度の形状補正を可能とした.
3,高強度反応焼結SiC素材は焼結時の形状変形が1%以内であるため薄肉成型可能であり,その素材を用いた重量1kg以下のリブ高さ50mmのφ250mmミラーを製作した.
4,ミラーの加工機への設置方法には困難さを伴うため予圧サポート(摺動抵抗を極小化する技術)を発明(特願2004-094095)し,ミラー設置時に内部応力と変形を発生させない固定方法を実現した.
5,荷重変形シミュレーションを行うために必要なデータである研削抵抗を様々なSiCミラーのELID研削実験を通して測定した.
本研究では数値計算・ELID研削法・ナノ精度超精密加工機・ナノ精度機上計測プローブ・高強度反応焼結SiC・予圧サポート搭載治具といった技術を開発・利用し,超軽量SiCミラーの開発を行った.
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