2014 Fiscal Year Annual Research Report
機械加工の高効率化と環境負荷低減の両立を実現する高機能工具表面の創製
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24656098
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
杉田 直彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70372406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 香奈子 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80409672)
光石 衛 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90183110)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 工具 / 環境負荷低減 / 極微小センサ / マイクロ機能表面 / 精密加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）切削抵抗や温度のセンシングを可能とする工具一体型極微小センサ・アレイの構築：マイクロ構造体の評価及び改良を行った．また，マイクロ構造体の精度，耐摩耗性を計測するための実験系の設計，製作を行った．具体的には，電極1つあたりの面積を大きくすることで電気的な接合不良の可能性を排除した．また，マスクの上から溝加工を行った後，溝周りのマスクをレーザで幅100 μmに切り取り，ピンセットで除去してから成膜することによって，溝内に確実に薄膜が行きわたるようにした．配線部の耐久性に関して，非導電性エポキシ接着剤で固めた電極接合部は加工実験を通して破壊されなかった．したがって，本研究の想定加工条件に対しては充分な耐久性を有しているものと考えられる．熱電対部の耐久性関しては，実験を通じて，データの乱れなどもなく計測を持続することができたため，要求に適う耐久性を有しているものと考えられる．実験終了後に溝部周辺を光学顕微鏡で観察したところ，クロム蒸着部に黒ずみやMCナイロンの溶着が見られたが，溝内部までは切りくず摩擦が作用しなかったことが推察された．フェムト秒レーザによる超硬工具への溝加工では，溝断面が幅8 μm，深さ2 μm程度の溝の中に幅1 μm，深さ10 μm程度の高アスペクト比を有する微小溝が内包された形状となる．特にこの高アスペクト比の部分で高い切りくず摩擦回避性能が発揮されている可能性が高いが，より精密な分析による検証が求められる．
（２）切削抵抗および温度の低減を目的とした３次元マイクロ・テクスチャによる工具表面の機能化：マイクロ構造体の評価及び改良を行った．（１）で製作したマイクロ構造体と統合するための検討を行い，センシングから機能表面の創成を行った．
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