| 研究課題/領域番号 |
11555042
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
竹内 芳美 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (50107546)
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| 研究分担者 |
沢田 潔 ファナック(株), 基礎技術研究所, 室長
森重 功一 電気通信大学, 電気通信学部, 講師 (90303015)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1999年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
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| キーワード | 超精密加工 / マイクロ加工 / マイクロV溝 / 接合 / 精密位置決め / 無接着剤 / くさび効果 / 超精密マシニングセンタ / マイクロダイヤモンド工具 / 組立て技術 |
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| 研究概要 |
ナノメータ・オーダの加工精度をもつマイクロ部品の加工技術とその組立て技術はマイクロマシンの製作に不可欠の技術となる。そこで、1nmの位置決め精度をもつ超精密5軸制御マシニングセンタを活用して微細構造の製作法とその接合法を研究するものである。本研究ではその中でも多数の応用分野の期待できるマイクロ溝の加工技術をまず開発し、次に、マイクロ部品の組み立てに必須の基盤技術となる接合・組立て技術の開発をマイクロ溝を利用して行う。そのために、部品表面にマイクロ溝を多数加工し、そのマイクロ溝同士のくさび効果と凝着作用を利用して微細部品同士の無接着剤直接結合技術を確立することを目指し、次のような結果を得た。
1.超精密マイクロ溝加工用の微細な単結晶ダイヤモンド回転工具をいくつか試作し、溝深さ、溝開き角を変えながら各種のマイクロV溝を製作し、良好な溝形状と面粗さをもつ接合用部品を製作できた。
2.接合治具に多数の一方向マイクロ溝をもつ部品同士をセットし、V溝の接合実験を行った。溝加工の容易性とその結合強度から、溝深さ20mm、溝開き角8°が接合に適切であることが分かった。また、有限要素法を使用して接合強度解析を行ったところ、実験結果と良い対応を示した。
3.4mm立方の無酸素銅の工作物上に、直交する多数のマイクロV溝を加工し、これを接合させたところ、各方向に0.380mmという微小な位置決め誤差で結合でき、接着剤なして精密位置決めを行える技術を確立できた。
4.無酸素銅とアルミニウムという異種材料の組合せでも精密位置決めが可能であることを確認した。
5.マイクロV溝の応用として、さらにフレネルレンズや光学素子を作製する技術開発を行った。
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