2017 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
16K14127
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
上村 康幸 東京大学, 生産技術研究所, 技術専門員 (20396906)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 健介 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (80345173)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | ポリイミド樹脂 / 切断 / 研磨剤 / カーフロス / ポリイミドチューブ / 平滑化 / 焼結 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
開発する工具は、極細線のワイヤにNi粒子を螺旋状に析出させた電着層と水溶性樹脂(PTFE)にダイヤとセリア粒子(化学的作用の促進)を混合した充填層から構成されている．電着層の役割は、充填剤のサポートである．充填層は、加工の進行に伴って平滑化され、樹脂(PTFE)の弾性・塑性変形により、不揃いの砥粒の切れ刃の切込み量は均一化される．これによりクラックを防止でき鏡面創生切断できると考えている．開発する工具には、切断時の側面の鏡面化と切断溝幅（カーフロス）を最小化することが求められている．
そこで、初年度はワイヤ工具の複合めっき装置、細線化用引伸ばし装置、切断用装置の製作を行った．作製した三組の装置を使用して、ワイヤ工具を作製し、脆性面ではあるが切断できることを確認した．しかし、工具作製時の工程が多く、鏡面創生できても実用性に不向きであること、また電着層に達すると微小なクラックが発生し、鏡面化が困難であることが分かった．そこで、H29年度は、粗面ガラスの鏡面化に効果が見られた低硬度の砥粒層をワイヤ工具に採用した．工具は、芯線を挿入した樹脂製のチューブ表面に水溶性研磨剤を塗布し焼結した簡易な構造である．溝の鏡面化は可能であるが、切込み量が増えるにともない、砥粒層の減耗が早くなり断線することが分かった．使用後の砥粒層表面には工作物の回転と同じ方向に砥粒の動いた痕跡が見られることから、早い減耗は、水溶性研磨剤の砥粒保持力が加工圧と研磨熱により低下するためである．
そこで、H30年度は耐熱性が高くセミドライ加工時に減耗し難いポリイミドチューブを採用し、その表面に同種のポリイミド液と研磨剤を混合塗布した工具を作製し、検討することにした．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
粗面ガラスの鏡面化に効果が見られた低硬度の砥粒層をワイヤ工具に採用して、脆性破壊を伴わない溝を形成させながら、側面の鏡面化を検討している．溝が鏡面あるいは脆性面になるかを、早期に判断するために、浅い溝加工を行った．使用する低硬度の工具は、芯線を挿入した樹脂製のチューブ表面に水溶性研磨剤を塗布し焼結した簡易な構造である．溝の鏡面化は可能であるが、切込み量を増やすと砥粒層の減耗が早くなり、断線することが分かった．使用後の砥粒層表面には工作物の回転と同じ方向に砥粒の動いた痕跡が見られることから、早い減耗は、水溶性研磨剤の砥粒の保持力が弱いためである．塗布する研磨剤は、液状のPTFEにダイヤ・セリア・エポキシ樹脂を混入した水溶性研磨剤で、その砥粒の保持力が加工圧と研磨熱により低下するためである．そこで、液状のPTFEの代替品として、耐熱性が高くセミドライ加工時に減耗し難いポリイミド樹脂とポリイミドチューブを採用し、断線しない工具を作製し、切断面の鏡面化とカーフロスの最小化を目指す．また、細線化工具の作製には、50um程度の芯線をポリイミドチューブに挿入し、その表面にポリイミド液の研磨剤を塗布し、検討する．
切断面の鏡面化はH29年度の課題であるが、工具の断線が原因でやや遅れている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
開発する固定砥粒ワイヤ工具は、切断時の側面の鏡面化と切断溝幅を最小にすることである．そこで、液状のPTFEの代替品として、耐熱性が高くセミドライ加工時に減耗し難いポリイミドチューブとポリイミド液を採用し、断線しない工具を作ることで切断面の鏡面化とカーフロスの最小化を目指す．その際、混入する砥粒はダイヤ単体、ダイヤとセリアのみとし、ダイヤ粒径や混入量を変えてポリイミド樹脂の効果を確認する．最適化した砥粒で切断実験を試みる．細線化工具の作製には、50um程度の芯線をポリイミドチューブに挿入し、その表面に混合したポリイミド液の研磨剤(ダイヤ砥粒の最適化)を塗布し、検討する．
|
| Causes of Carryover |
(理由)
次年度使用額が生じた理由は、研究成果を国内・国外で発表する予定であり、その旅費・調査研究のための費用として充てるためである．
(使用計画)
調査研究旅費、国内外への研究成果発表のための旅費、研究成果投稿費、外国語論文の校閲費として計上する．また基材となる市販ワイヤの購入、工具作製時に必要となるポリイミドチューブ、ポリイミドワニス、薬品、研磨剤に使用するダイヤ・セリア粒子など消耗品として計上する．
|
