2016 Fiscal Year Annual Research Report
Micro Electrical Discharge Machining Using High Electric Resistance Electrodes
| Project/Area Number |
15K17949
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
小谷野 智広 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20707591)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 放電加工 / ナノ放電加工 / 微細加工 / 高抵抗材料 / シリコン / 微細軸 / 放電痕 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，微細放電加工において工具電極に高抵抗電極を用いることで，単位加工量である放電痕を微小化し，放電加工の微細化の限界を更新することを目的としている．従来の微細放電加工では，浮遊容量から供給される電流が放電痕の微小化に限界をもたらすため，加工可能な最小寸法は1μm程度であった．そこで本研究では，電極材料として高抵抗材料を用いることで，浮遊容量から流れる電流を低減し，これによる放電痕の微小化を試みた．まず，高抵抗材料を電極に用いた場合の放電回路の等価回路解析を行い，高抵抗材料が放電エネルギーの減少に与える効果を理論的に検討した．その結果，電極の抵抗値が増加するほど，放電電流のピーク値が減少してパルス幅が伸び，放電エネルギーは減少することがわかった．そこで，高抵抗材料であるシリコンをブロック状の工具電極として用い，微細軸加工を行った．そして，微細軸加工時の放電電流および軸上の放電痕直径を調査した．その結果，工具電極抵抗率が増加するに従い，放電電流ピーク値は減少し，パルス幅は長くなった．また，軸上の放電痕直径も小さくなった．この理由として，工具電極の抵抗により浮遊容量から流れ込む電流が制限されたためと考えられる．さらに，シリコンを工具電極として用い，微細軸作成の成功確率と最小軸直径を調査し，従来の銅ブロック電極を工具電極として用いる場合と比較した．銅を工具電極とした場合，直径1.5μm以下の微細軸加工の成功確率は30％未満であった．また，銅を用いて得られた微細軸の最小直径は0.9μmであった．一方で，シリコンを工具電極として用いた場合，微細軸加工の成功確率は直径1.5μm以下の微細軸加工で40％であり，銅電極を使用した場合より高い確率となった．また，シリコンを工具電極として用いることで，銅電極を使用した場合よりも小さい，最小直径0.7μmの微細軸加工に成功した．
|
Research Products
(2 results)
