2015 Fiscal Year Research-status Report
レーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた超精密・微細・複雑形状部品の微小表面改質加工
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26420040
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| Research Institution | Kurume Institute of Technology |
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Principal Investigator |
澁谷 秀雄 久留米工業大学, 工学部, 准教授 (80303709)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザ / 熱誘起 / 衝撃波 / マイクロ / 表面改質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，マイクロ・ナノオーダーの形状精度を有する超精密・微細・複雑形状部品は理化学機器や医療機器のみならず，デジタルカメラ，スマートフォン，自動車など，民生品の性能を左右する核になっている．今後，これら部品には更なる高機能化・高性能化が求められ，高精度化・微細化・複雑形状化だけでなく，表面品質・性状改善（鏡面・粗面，内部応力除去・付与，洗浄等）も要求される．しかしながら，機械研磨では，工具の微小化が困難であり，微細・複雑形状の奥深くまで加工出来ない，エッチングでは，全面均等加工あるいは局所選択加工が生じて形状精度が劣化する，ブラスト加工では，噴射可能な粒子系が数十μmと大きく，局所加工にはマスクが必要である等といった問題がある．本研究では上記問題を解決する方法として，レーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた微小表面改質加工を提案し，「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた微小表面改質加工装置の試作」，「試作装置による各種微細・複雑形状に対する微小表面品質・性状改善加工の適応」を明らかにする．
本年度は，主に「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波」を用いた新たな微小表面改質加工」を試みた．これまで衝撃波を利用した加工としては脆性材料の破砕・粉体化，粉体材料の衝撃固化，金属材料の表面硬化，接合，成形などが行われているが，これらは大面積に均一に加工する方法である．また衝撃波を用いた局所加工としてはレーザピーニングなどが行われているが，集光レーザによる加工対象物表面のアブレーション加工や熱影響が生じる可能性がある．そのため，これらを超精密・微細・複雑形状部品の微小表面改質加工へ適応することは困難である．一方，本研究で提案する「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波」では，光ファイバを用いることにより微小領域に衝撃波を照射することが可能であった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究で提案している「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波」では，光ファイバを用いることにより微小領域に衝撃波を照射することが可能であるが，それにより表面改質された領域も非常に小さいため，その効果を定量的に評価することが困難であった．そのため，再現性に十分優れた実験データが得られていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は実験データの再現性向上を目的として，パソコン制御された精密ステージを用いて衝撃波照射位置を厳密に制御するなどして，各種微小表面改質加工の基本特性を明らかにしていくとともに，これらの結果を基に，実際の超精密・微細・複雑形状部品に対してレーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた微小表面改質加工を適応し，その可能性を検討する．
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| Causes of Carryover |
実験を行うに際して，当初予定していたほど消耗品を購入する必要がなかったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は実験データの再現性向上を目的として，外部の分析装置を利用するといったことを計画している．
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Research Products
(1 results)
