2019 Fiscal Year Annual Research Report
Laser Assisted Plasma Etching Technique for Micro Ball-Endmill Made of Nano-Polycrystalline Diamond
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17K06099
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
天本 祥文 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (00505670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザー加工 / イオンエッチング / ナノ多結晶ダイヤモンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，単結晶ダイヤモンドより耐摩耗性や耐欠損性に優れたナノ多結晶ダイヤモンドに対してレーザ加工とイオンエッチングを行い，工具の先端半径が0.05 mmで刃先の丸み半径が1 nm以下のマイクロボールを成形できる，工具成形技術を確立することである．
上記の目的を達成するために平成31年度は， 1. 短時間でNPDをマイクロボールエンドミルの形状に成形できるレーザ加工技術の開発2. レーザ成形したNPD製マイクロボールエンドミルの刃先の丸み半径を1nm以下にできるイオンエッチング技術の開発といった2つのテーマの実験を行った．
1の項目に関しては，フェムト秒パルスレーザの特性の理解を深めるために，ナノ多結晶ダイヤモンドよりもレーザ加工が困難な超硬合金に対しての微細加工技術の開発を行った．現在では，半径が0.005 mmの超硬合金製マイロボールエンドミルの成形に成功している．今後の課題としてナノ多結晶ダイヤモンドに対する加工条件を特定し，フェムト秒パルスレーザを用いてナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロボールエンドミルを成形する．
2の項目に関しては，ナノ秒パルスファイバーレーザを用いて成形したナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロ切削工具に対してイオンエッチングを行い，刃先の丸み半径を目的の刃先全面で1nm以下に成形することに成功した．おり，本課題の最終目標を達成することができたと考えている．
また，上記の方法で試作した刃先の丸み半径が0.1 nmのナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロ切削工具を使用して，無酸素銅に対する超精密切削を行った結果，加工面はきわめて平滑で，切りくず表面には剪断変形が生じた場合に発生するラメラ模様が見れなかったことから，理想的加工法を実現できた証拠ではないかと考えている．
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