2017 Fiscal Year Annual Research Report
Single point cutting tool made of nano-polycrystalline diamond adaptable for removing chips in an atomic level
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15K05738
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
天本 祥文 福岡工業大学, 工学部, 助教 (00505670)
藤山 博一 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50148912)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノマイクロ機械加工 / ナノ多結晶ダイヤモンド / レーザ加工 / 反応性イオンエッチング / 乾式ラッピング / 刃先丸み半径 / 無酸素銅 / 超精密切削 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は，ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)に対してレーザ加工，熱化学反応を利用した乾式ラッピング，ならびに酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングを行い，刃先の丸み半径が0.1 nmで欠けが無いNPD製ノーズRバイトを作ることである．また，試作したNPD製ノーズRバイトを無酸素銅の超精密切削に使用し，粗さが1 nm Ry以下の加工面を作ることである．つまり，NPD製ノーズRバイトの刃先の丸み半径を0.1 nmに成形することと，原子の結合を切断できることを証明するための切削実験を行うことである．
研究目標を達成するため，平成29年度には①レーザ成形したNPD製ノーズRバイトに対して熱化学反応を利用した乾式ラッピングを行い,刃先に生じる欠けを防ぐための研究を行った．また，②乾式ラッピング後のNPD製ノーズRバイトに対して酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングを行い，刃先の丸み半径を0.1 nmに成形するための研究を行った．さらに，③乾式ラッピング後のNPD製ノーズRバイトを無酸素銅の超精密切削に使用し，粗さが1 nm Ry以下の加工面を作るための研究を行った．
①の研究に関しては，刃先の丸み半径を1 nm前後に成形できたが刃先に生じるサイズが100 nm以下の欠けを完全に無くすることができなかった．②の研究に関しては，1時間ドライエッチングを行った後に電解加工を行いグラファイト層を除去するといった一組の加工を5回繰り返して行うことにより，刃先の丸み半径が0.1 nmで欠けが無い刃先を成形できた．③の研究に関しては，被削材の熱変位を制御できなかったために100 nm以下の切込みを加えることができず，無酸素銅に対して1 nm Ry以下の加工面を作ることができなかった．現在，被削材に生じる熱変位を50 nm以下に制御するための技術開発を継続して行っている．
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