次世代型マルチレンジ対応純氷ブロック砥石の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03877
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 大西 修 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50315107)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 純氷砥石 / 結合剤 / 砥粒 / 研磨

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、環境に悪影響を及ぼさず、荒加工から仕上げ加工まで対応できるような、新しいコンセプトに基づく純氷を結合剤とする砥石を開発することを目的としている。
令和元年度は、純氷を結合剤とする砥石の製作時における砥粒分布の調査を行うとともに、実用的な工作物に対する加工実験、さらに、本砥石の形状や加工条件に対する検証実験を行った。
まず、砥石の製作時における砥粒分布の調査のための実験としては、攪拌翼によって砥粒の攪拌を行いながら砥石の製作を行う際の攪拌翼の回転数に特に注目し、攪拌翼の回転数など各条件下で砥石を製作した。そして、砥石表面の砥粒分布を調査し、製作条件に対する砥粒分布状態について明らかにした。
実用的な工作物に対する加工実験では、現在、LED基板材料をはじめとした様々な用途で使われているサファイアを工作物として取り上げた。製作した砥石を用いてサファイアへの加工実験を行い、その特性を調査した。その結果、加工条件に対する加工特性を明らかにし、本砥石のサファイアのような材料への適用可能性を示した。
次に、本砥石の形状や加工条件に対する検証を行うため、製作した砥石を用いた加工実験を行った。ここでは、工作物として石英ガラスを取り上げており、また、砥石の形状のパラメタとして砥石表面の溝、加工条件のパラメタとして砥石回転数などを取り上げ加工実験を行った。その結果、各条件下での加工特性を明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和元年度は、砥石の製作時における砥粒分布の調査を行うとともに、実用的な材料に対する加工実験および本砥石の形状や加工条件に対する検証実験に対して、以下のような成果を得ているため、おおむね順調に進展していると判断した。
砥石の製作時における砥粒分布の調査に関する実験においては、攪拌翼によって砥粒を攪拌しながら砥石を製作する際の攪拌回転数などの製作条件を変えた砥石をそれぞれ製作し、その表面を観察した。その結果、砥石表面の砥粒分布状態について明らかにすることができた。
製作した砥石を用いた実用的な研磨加工に関する実験においては、サファイアを工作物として取り上げ、これに対して本砥石による研磨加工実験を行い、その加工特性を調査した。その結果、サファイアの加工が本砥石でも可能であることを明らかにすることができた。
次に、本砥石の形状や加工条件に対する検証に関する実験においては、石英ガラスを工作物とした研磨加工実験を行い、砥石表面に溝を設けることによる影響や、研磨条件に対する影響を調査した。その結果、各条件下における特性を明らかにし、本砥石による加工にとってよりよい条件を検証することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

本研究の、「環境に悪影響を及ぼさず、荒加工から仕上げ加工まで対応可能な、全く新しいコンセプトに基づく純氷を結合剤とする砥石を開発する」という目的の完遂のために、今後の以下のような内容について実行していく予定である。
まず、攪拌翼による攪拌以外の方法による砥粒の配置法についても検証を行い、目的完遂のためのより効果的な砥石の製作方法・条件について調査・究明する。
また、砥石の製作時の機器などについても見直すとともに、製作された砥石を用いた加工実験を行うことでその基本的な特性を調査し、最適加工条件なども明らかにしていく。
さらに、本砥石の寿命をより延長することができるように、冷却のための工夫を装置などに施す。そして、より長寿命化を目指して製作された砥石を用いた加工実験を行うことで、長寿命化のための効果・有効性を検証するとともに、加工環境による加工現象への影響や効果についても明らかにする。

Causes of Carryover

令和元年度に購入を考えていた物品を、次年度に購入するため。