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極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19760093
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

片平 和俊  独立行政法人理化学研究所, 大森素形材工学研究室, 専任研究員 (70332252)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,480千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードナノ・マイクロ加工 / マイクロツール / 表面改質 / 研削加工
研究概要

本研究では,マイクロツールのさらなる高品位化に際して,一層の高強度化・微細化と表面機能の両立を達成するため,"サイマルプロセス(同時工程内)"でナノ精度加工と所望の表面機能(高強度化,被膜との親和性,生体親和性)を付与するという,革新性の高い独創的な表面改質加工技術の開発を目指している.本研究期間内には,まず先端が数十ミクロン以下の外径を有するマイクロツールのナノレベル表面品位および極微細形状加工の確立には,超精密鏡面加工の実用技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用する.次年度に引き続き,マイクロツール(材質 ; 超硬合金)に対して,幾何学的表面性状を数nm(ナノメートル)以下の鏡面,および先端径1μm以下の極微細形状を効率良く実現するとともに,本加工技術の再現性向上に努めた.また,創製したツールが実際の使用に耐えるかどうかを確認するため,ガラスやステンレスに対し微細溝形状加工を施しその仕上がり状態を検証した.一方,マイクロツールを細胞マニュピレートに使用する場合を想定して,ツール自体を生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,表面局所領域での化学反応をシミュレートした耐食性評価試験も行った.いずれも十分なパフォーマンスを示したことから,今後はマイクロツールのナノ表面改質加工技術,それを用いたマイクロ光学部品やバイオ用途に関わる技術微細部品製造技術の実現可能性が示唆された.

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation on High-Temperature Oxidization of Mirror-Quality Ground Stainless Steel2008

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., Komotori J.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Stainless Steel Surface Through Mirror-Quality Finish Grinding2008

    • 著者名/発表者名
      Ohmori H., Katahira K., Komotori J., Mizutani M.
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP 57, 1

      ページ: 545-549

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表面改質加工法によるチタン合金の表面機能制御2008

    • 著者名/発表者名
      水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 大森整
    • 雑誌名

      材料試験技術 Vol.53, No.4

      ページ: 254-260

    • NAID

      40016299496

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Stainless Steel Surface Through Mirror-Quality Finish Grinding2008

    • 著者名/発表者名
      Ohmori H., Katahira K., Komotori J., Mizutani M.
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP 57・1

      ページ: 545-549

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表面改質加工法によるチタン合金の表面機能制御2008

    • 著者名/発表者名
      水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 大森整
    • 雑誌名

      材料試験技術 53・4

      ページ: 254-260

    • NAID

      40016299496

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Grinding Effects on Fabrication of Ultra-fine Micro Tools2007

    • 著者名/発表者名
      Ohmori H., Katahira K., Naruse T., Uehara Y., NakaoA., Mizutani M.
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP 56, 1

      ページ: 569-572

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 砥石ボンド材の電解現象を利用した表面改質加工法に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌 51, 6

      ページ: 333-338

    • NAID

      10019485044

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Grinding Effects on Fabrication of Ultra-fine Micro Tools2007

    • 著者名/発表者名
      Ohmori H., Katahira K., Naruse T., Uehara Y., NakaoA., Mizutani M.
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP 56・1

      ページ: 569-572

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 砥石ボンド材の電解現象を利用した表面改質加工法に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌 51・6

      ページ: 333-338

    • NAID

      10019485044

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 小谷拓嗣ステンレス鋼の親水性を向上させる鏡面研削加工法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      片平 和俊, 赤羽 陽平, 小茂鳥 潤, 水谷 正義, 大森 整
    • 学会等名
      2009年度日本機械学会東北支部講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結(SPS)法を用いて作製したTiボンド砥石による表面改質加工2008

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 成瀬哲也, 齋藤智之, 小茂鳥潤, 水谷正義, 大森整
    • 学会等名
      2008年度砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      滋賀県彦根市
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Investigation on High-Temperature Oxidization of Mirror-Quality Ground Stainless Steel (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., Komotori J.
    • 学会等名
      International Conference, Advanced Materials Development and Performance 2008 (AMDP 2008)
    • 発表場所
      Beiging, China
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Improvement of Surface Characteristics in Stainless Steel utilizing ELID Grinding Technique2008

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., and Komotori J.
    • 学会等名
      The World Advances in ELID-Grinding Technologies : Trends on High Efficiency and Essential Processing
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Functional Modification of Surface Micro Structure utilizing Precision Grinding Technique2008

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., and Komotori J.
    • 学会等名
      8th International Joint Workshop on Micro Fabrication (IJWMF-2008)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結(SPS)法を用いて作製したTiボンド砥石による表面改質加工2008

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 成瀬哲也, 齋藤智之, 小茂鳥潤, 水谷正義, 大森整
    • 学会等名
      2008年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2008)
    • 発表場所
      彦根
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ELIDを基盤とした表面改質加工の効果と可能性(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      片平 和俊, 大森 整, 水谷 正義
    • 学会等名
      2008年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結(SPS)法を用いて作製したTiボンド砥石による表面改質加工2008

    • 著者名/発表者名
      片平 和俊, 成瀬 哲也, 齋藤 智之, 小茂鳥 潤, 大森 整, 水谷 正義
    • 学会等名
      2008年度砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      彦根
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 成瀬哲也, 上原嘉宏, 水谷正義, 大森整
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部講演会
    • 発表場所
      茨城県日立市
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Nano-precision grinding characteristics and surface modifying effects on lens mold materials2007

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Saito T.Komotori J., Mizutani M.
    • 学会等名
      4th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ELID grinding characteristics and surface modifying effects on precise lens mold materials2007

    • 著者名/発表者名
      Katahira K., Ohmori H., Saito T., Komotori J., Mizutani M.
    • 学会等名
      euspen international topical conference
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 表面電位測定による加工改質層厚さの迅速評価2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 赤羽陽平, 齋藤智之, 水谷正義, 小茂鳥潤, 大森整
    • 学会等名
      2007年度砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 極微ツールの表面ナノ構造・機能を制御する改質加工技術に関する研究開発2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 成瀬哲也, 上原嘉宏, 渡邉裕, 水谷正義, 大森整
    • 学会等名
      日本機械学会茨城支部講演会
    • 発表場所
      日立
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 表面改質加工を施した成形金型材料の濡れ性評価2007

    • 著者名/発表者名
      片平和俊, 大森整, 上原嘉宏, 水谷正義, 赤羽陽平, 齋藤智之, 小茂鳥潤
    • 学会等名
      型技術者会議
    • 発表場所
      蒲田
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] (1) 日刊工業新聞2008/10/30, "表面改質加工で国際賞" (2) 日刊工業新聞2008/8/27, "親水・撥水,研削で制御" (3) 日刊工業新聞2008/2/29, "折れにくい微細工具,理研独自研削技術で成功"

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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