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次世代高性能硬X線非球面望遠鏡の超平滑面創成

研究課題

研究課題/領域番号 13F03056
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生産工学・加工学
研究機関中部大学

研究代表者

難波 義治  中部大学, 工学部, 教授 (40029129)

研究分担者 BEAUCAMP Anthony  中部大学, 工学部, 外国人特別研究員
BEAUCAMP Anthony  中部大学, 工学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード国際研究者交流 / 硬X線望遠鏡 / 超精密研磨 / 非球面金型 / 超平滑面 / 合成石英 / 炭化珪素 / Shape Adaptive Grinding / X線望遠鏡 / 非球面 / レプリカ / 金型 / 無電解ニッケル / 液体ジェット研磨
研究実績の概要

欧米の協力の下に日本が2015年度に打上げる硬X線望遠鏡と軟X線望遠鏡を搭載したX線天文衛星ASTRO-Hの開発は終了し、現在は打ち上げ前の種々のテストを行っている。高性能な硬X線望遠鏡を開発するには現状の円錐近似の反射鏡ではなく、正確な回転放物面と回転双曲面からなる反射鏡が必須であり、軽量化のためには超精密な非球面金型からレプリカ法で非球面反射鏡基板を製作する方法がベストである。
従来は前加工のし易さからアルミニウム合金を超精密ダイヤモンド切削し、それに無電解ニッケルを成膜し、ダイヤモンド切削と研磨で非球面金型を製作する方法と合成石英を研削・研磨して非球面金型を製作する方法を研究開発して来た。しかし、日米欧の経済状態から次世代の硬X線望遠鏡にはより安価に非球面金型を製作する技術の開発が急務となった。特に、合成石英の非球面研磨では所用の形状を創成するのに年単位の時間が必要であった。
そこで、本年度は、前加工が極めて容易なグラファイトを金型材料として採用し、非球面切削後に炭化珪素を化学気相成長させ、その表面をこの研究で開発したShape Adaptive Grinding (SAG)工具で研削する方法を見出した。この工具は研究室内で極めて容易に製作でき、工具寿命も10時間以上あり、表面粗さ0.4nm Ra以下の面を従来法に比べ1~2桁高能率な10~100mm3/minの除去速度で加工できることを見出した。液晶用ガラスをX線反射鏡基板として使う場合に使用できる非球面金型をこのSAG研削のみで製作できることが判明し、次世代の高性能硬X線非球面望遠鏡の新しい製作法として注目を浴びている。
この研究により研究分担者は国際生産工学アカデミー(CIRP)より2015年8月にTaylor Medalを受賞することになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Process Mechanism of Shape Adaptive Grinding (SAG)2015

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP

      巻: 64

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finishing of Additively Manufactured Titanium by Shape Adaptive Grinding (SAG)2015

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton, Arthur Graziano
    • 雑誌名

      Surface Topography: Metrology and Properties

      巻: 3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Corrective finishing of extreme ultraviolet photomask blanks by precessed bonnet polisher2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 53 号: 14 ページ: 3075-3080

    • DOI

      10.1364/ao.53.003075

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface integrity of fluid jet polished tungsten carbide2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Wilhelmus Messelink, David Walker, Phillip Charlton, Richard Freeman
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 13 ページ: 377-381

    • DOI

      10.1016/j.procir.2014.04.064

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Adaptive Grinding of CVD Silicon Carbide2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Herman Combrinck, Phillip Charlton, Richard Freeman
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP

      巻: 63 号: 1 ページ: 317-320

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2014.03.019

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hard x-ray telescopes to be onboard ASTRO-H2014

    • 著者名/発表者名
      Hisamitsu Awaki, Hideyo Kunieda, Manabu Ishida, Hironori Matsumoto, Yoshiharu Namba, et al.
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 53 号: 32 ページ: 7664-7676

    • DOI

      10.1364/ao.53.007664

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ASTRO-H X-ray Astronomy Satellite2014

    • 著者名/発表者名
      Tadayuki Takahashi, Kazuhisa Mitsuda, Richard Kelley, Felix Aharonian, Yoshiharu Namba, et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9144 ページ: 91444F-91444F

    • DOI

      10.1117/12.2055290

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Super Smooth Finishing of Optical Surfaces by Fluid Jet and Bonnet Polishing2014

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Proc. 9th International Conference on Optics-Photonics Design and Fabrication

      ページ: 35-36

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Super-smooth finishing of diamond turned hard X-ray molding dies by combined fluid jet and bonnet polishing2013

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP

      巻: 62 ページ: 315-318

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Edge control in CNC polishing : simulation and validation of tool influence functions on edges2013

    • 著者名/発表者名
      H. Li
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 ページ: 370-381

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of hybrid fluid jet/float polishing process2013

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 8838

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Finishing of EUV photomask substrates by CNC precessed bonnet polisher2013

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 8880

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Advances in Corrective Finishing of Optical Moulds for Future Aspheric Hard X-ray Telescopes2013

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Proc. Frontiers in Optics 2013/Laser Science XXIX

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Manufacturing of Aspherical Molds for Next Generation X-Ray Telescopes2013

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 雑誌名

      Proc. 12^<th> Symposium on X-ray Imaging Optics

      ページ: 3-4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dynamometric Study of Shape Adaptive Grinding (SAG)2015

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton
    • 学会等名
      2015年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東洋大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ガラス光学部品製造用ステンレス鋼金型の研磨加工技術2014

    • 著者名/発表者名
      篠崎烈,大木彬寛,難波義治
    • 学会等名
      日本機械学会第10回生産加工・工作機械部門講演会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SAG工具の開発とその硬質セラミックス金型への応用2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba
    • 学会等名
      第16回国際工作機械技術者会議
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Shape Adaptive Grinding of Optical Surfaces for Scientific Applications and Consumer Products2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton, Arthur Graziano
    • 学会等名
      OSA Frontiers in Optics 2014/Laser Science XXIX
    • 発表場所
      JW Marriott Tuscon Starr Pass Resort (Tucson, AZ., U.S.A.)
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Future Fabrication Technologies for X-Ray Telescope Mirrors2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Namba, A. Beaucamp
    • 学会等名
      10th China-Japan International Conference on Ultra-Precision Machining Process
    • 発表場所
      Jiaozuo Hotel (Jiaozuo, China)
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shape Adaptive Grinding of Freeform Molding Dies2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton, Arthur Grazianno
    • 学会等名
      2014年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Parabolic Wolter Type-1 Molding Die with 100 nm Form Accuracy2014

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp, Y. Namba, R. Freeman
    • 学会等名
      ASPE/ASPEN Summer Topical Meeting
    • 発表場所
      The Fairmont Orchid (Hawaii, U.S.A.)
    • 年月日
      2014-06-26 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Shape Adaptive Grinding (SAG) - A Novel Fabrication Method for Freeform Optical Moulds2014

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp, Y. Namba
    • 学会等名
      OSA Optical Fabrication & Testing
    • 発表場所
      The Fairmont Orchid (Hawaii, U.S.A.)
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Technological Advances in Super Fine Finishing2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba
    • 学会等名
      euspen’s 14th International Conference
    • 発表場所
      Valamar Lacroma Hotel (Dubrovnik, Croatia)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface Integrity of Fluid Jet Polished Tungsten Carbide2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Wilhelmus Messelink, David Walker, Phillip Charlton, Richard Freeman
    • 学会等名
      2nd CIRP Conference on Surface Integrity
    • 発表場所
      University of Nottingham (Nottingham, UK)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Finishing of Electron Beam Melted Titanium (Ti6Al4V) Using Shape Adaptive Grinding Tools2014

    • 著者名/発表者名
      Anthony Beaucamp, Yoshiharu Namba, Phillip Charlton, Arthur Graziano
    • 学会等名
      ASPE 2014 Spring Topical Meeting-Dimensional Accuracy and Surface Finish in Additive Manufacturing
    • 発表場所
      University of California (Berkeley, CA, U.S.A.)
    • 年月日
      2014-04-13 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Novel Grinding Method for CVD Silicon Carbide2014

    • 著者名/発表者名
      A. Beaucamp
    • 学会等名
      2014年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 次世代X線望遠鏡用非球面金型の加工2013

    • 著者名/発表者名
      難波義治
    • 学会等名
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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