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Electrical discharge slicing of single crystal SiC by utilizing ultra-thin foil tool electrode

研究課題

研究課題/領域番号 15H06138
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京大学

研究代表者

趙 永華  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90759052)

研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードEDM / slicing / Single crystal SiC / wafer / Foil tool electrode / Kerf loss
研究実績の概要

Electrical discharge slicing (EDS) of SiC ingot using thin foil tool electrodes (copper or brass) with thickness of 0.03mm was conducted successfully. Kerf width less than 0.1mm was achieved.
In foil EDS method, when the foil running speed is sufficiently high, the foil tool wear is little and can be neglected and the slicing process is similar to common wire electrical discharge machining (EDM). On the other hand, at a low foil running speed, the foil tool wear is significant owing to a long dwelling time. At steady state, the foil tool wear shape is an inclined straight line at the working area. The tool wear length is proportional to the tool area wear ratio, workpiece thickness and inversely proportional to the foil running speed.
Negative polarity of tool electrode and short pulse duration are confirmed more suitable for foil EDM slicing of SiC which can result in a higher machining speed and a lower tool wear ratio. Thinner foil electrode can result in a higher area cutting speed, however the tool wear ratio also increases. When the ingot workpiece is fixed upside relative to the tool electrode and fed downwards to the tool, higher machining rate can be obtained. In addition, it was confirmed that both enchantment of flushing and higher foil running speed can improve the machining rate by improving the discharge gap conditions.
Foil EDM of SiC in deionized water featured higher cutting speed, higher tool wear ratio and larger kerf width compared to those in EDM oil. On the other hand, the surface integrity is better by EDM oil.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Comparison on foil EDM characteristics of single crystal SiCbetween in deionized water and in EDM oil2016

    • 著者名/発表者名
      Yonghua Zhao, Masanori Kunieda, Kohzoh Abe
    • 雑誌名

      The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

      巻: 印刷中 号: 9-12 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s00170-016-8412-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Challenge to EDM Slicing of Single Crystal SiC with Blade Electrode Utilizing a Reciprocating Worktable2016

    • 著者名/発表者名
      Yonghua Zhao, Masanori Kunieda, Kohzoh Abe
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 42 ページ: 185-190

    • DOI

      10.1016/j.procir.2016.02.268

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] EDM mechanism of single crystal SiC with respect to thermal, mechanical and chemical aspects2016

    • 著者名/発表者名
      Yonghua Zhao, Masanori Kunieda, Kohzoh Abe
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology

      巻: 印刷中 ページ: 138-147

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2016.05.010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Challenge to EDM Slicing of Single Crystal SiC with Blade Electrode Utilizing a Reciprocating Worktable2016

    • 著者名/発表者名
      Yonghua Zhao, Masanori Kunieda, Kohzoh Abe
    • 学会等名
      The 18th CIRP Conference on Electro Physical and Chemical Machining
    • 発表場所
      東京都文京区 東京大学本郷キャンパス 伊藤国際学術研究センター
    • 年月日
      2016-04-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 極薄箔電極を用いた単結晶SiCの放電スライシング加工に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      趙 永華,国枝 正典,阿部 耕三
    • 学会等名
      精密工学会大会秋季学術講演会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学 川内北キャンパス
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-08-26   更新日: 2017-01-06  

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