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超音波振動援用ナノインデンテーションによる微細形状の高精度テキスチャリング

研究課題

研究課題/領域番号 20H02486
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26050:材料加工および組織制御関連
研究機関中部大学

研究代表者

鈴木 浩文  中部大学, 工学部, 教授 (20282098)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードマイクロインデンテーション / 超音波振動援用 / アモルファス金属 / テキスチャリング / ダイヤモンド圧子 / レーザ加工 / 超音波援用インデンテーション / 無電解Ni-P / 形状転写性 / 表面粗さ / バリ / ナノインデンテーション / 微細形状 / 超音波振動 / インデンテーション / 微細加工 / 形状精度
研究開始時の研究の概要

表面に微細なパターンを創成するテキスチャリングのニーズが増大しているが,従来の機械的除去加工は,低効率,量産性が劣るなど問題がある.本研究では高能率加工を行うためナノインデンテーションに着目し,レーザ加工により単結晶ダイヤモンドなどの圧子を創成し,超音波振動援用のナノインデンテーションシステムを開発し,超音波振動を付加することによる無電解Ni-Pなどのアモルファス金属材料の高精度・高能率塑性変形メカニズムを解明し,加工条件を最適化し,微細で構造的な超精密形状の創成の高精度・高能率加工を行う.

研究成果の概要

高能率加工を行うために変形加工である「ナノインデンテーション」に着目し,レーザ加工を応用した単結晶ダイヤモンド等のマイクロ圧子を創成し,超音波振動援用のナノインデンテーションシステムを開発し,超音波振動を付加することによる無電解Ni-Pなどのアモルファス金属材料の高精度・高能率塑性変形特性を明らかにし,微細で構造的な超精密形状の創成の高精度・高能率加工を実現することを検討した.その結果,無酸素銅,黄銅,無電解Ni-Pなどの精密金型材料に対して,高精度で高能率に微細加工できるを示した.最後に,テキスチャリングの効果について評価実験を実施し,光学的な効果と生体的な効果について示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面にナノ・マイクロメータレベルのテキスチャリング創成のニーズが増大し,光学レンズの回折効果の付加・色消し効果の付加,歯科用Tiインプラントの生体細胞融合性の向上,表示パネルの反射防止機能の付加,ソーラパネルの吸収率の向上,撥水性の向上など様々な効果が期待されている.従来の切削加工に比べて効率の悪い,量産性が期待できるため,テキスチャリング基板や金型の高精度で高能率な加工が実現できるなど,実用面での意義が深い.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 傾斜切削による無電解Ni-Pめっき金型の表面粗さの改善2023

    • 著者名/発表者名
      中川 恒裕, 鈴木 浩文, 岡田 睦, 鈴木 朗洋, 森田 晋也, 山形 豊
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 89 号: 6 ページ: 501-505

    • DOI

      10.2493/jjspe.89.501

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2023-06-05
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of micro array mold with ultrasonic vibration-assisted indentation2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Goto, Hirofumi Suzuki, Tatsuya Furuki, Katsuhiro Miura, Akinori Yui, Tsunehiro Nakagawa, Toshikiyo Makino, Junichi Uehara, Toshiyuki Moriizumi
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials & Processing LEM&P 2023 (June 12-16), 2023

      巻: 1 ページ: 207-208

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precision cutting of CVD-SiC by PCD milling tool - Effect of CVD-SiC grain size on surface roughness-2023

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Suzuki, Akinori Yui
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials & Processing LEM&P 2023 (June 12-16), 2023

      巻: 1 ページ: 205-206

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on micro-texture grooving of acrylic glass for submerged solar panels2023

    • 著者名/発表者名
      Ashin Hirao, Hirofumi Suzuki, Akinori Yui
    • 雑誌名

      Proceedings ASPE 2023 Annual Meeting

      巻: 81 ページ: 250-254

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aspheric Cutting of CVD-SiC Molds by PCD milling tool2022

    • 著者名/発表者名
      M. Sakaida, T. Furuki, H. Suzuki, Fukuda
    • 雑誌名

      Proceeding of the 9th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology

      巻: 9 ページ: 552-555

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ウルトラファインバブルクーラントを用いた高精度・高能率研削技術の開発 第1報:気泡が超硬合金の研削特性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 剛,鈴木浩文,高田 亮,深見信吾,毛利茂樹,竹下朋春
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 65 ページ: 248-253

    • NAID

      130008109985

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of textured surface with ultrasonic vibration-assisted indentation2021

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Nakagawa, A. Suzuki, M. Okada, S. Hamada
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 70 号: 1 ページ: 321-324

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2021.04.087

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elucidation of material removal mechanism in float polishing2021

    • 著者名/発表者名
      A. T. H. Beaucamp, K. Nagai, M. Okada, H. Suzuki, Y. Namba
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 73 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2021.10.004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machining of electroless Ni-P plated micro lens allay mold by ultrasonic vibration assisted indentation2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagawa, A. Goto, T. Sakai, H. Suzuki, A. Yui
    • 雑誌名

      The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology

      巻: 23 ページ: 64-69

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Precision cutting of CVD-SiC by PCD milling tool2021

    • 著者名/発表者名
      2.M. Sakaida, S. Higuchi, A. Suzuki, H. Suzuki, T. Furuki
    • 雑誌名

      The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology

      巻: 23 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 非球面レンズ成形用セラミック型の超精密加工技術2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文,森田晋也,山形 豊
    • 雑誌名

      光技術コンタクト

      巻: 59 ページ: 19-25

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 単結晶Siレンズの非球面レンズ創成研磨2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文,岡田 睦
    • 雑誌名

      機械技術

      巻: 68 ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 無電解Ni-Pの超精密旋削における単結晶ダイヤモンド工具の摩耗 - ダイヤモンドの品質が工具摩耗に与える影響 -2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文,古木辰也,三浦勝弘,由井明紀,森泉利之,粟木久光
    • 学会等名
      2024年度精密工学会春季大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アクリル製海中ソーラパネルのテクスチャ加工に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      平尾蒼臣,鈴木浩文,由井明紀
    • 学会等名
      2023年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 純 Ti 薄板の精密穴あけ加工 - 超音波援用クーラントによる加工特性の向上 -2023

    • 著者名/発表者名
      畠中謙奨,坂井田未来,鈴木浩文,古木辰也,藤井一二,伊藤洋介,森 里恵,森本和邦
    • 学会等名
      2023年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超音波クーラントを用いた純Ti部品の精密微細切削2023

    • 著者名/発表者名
      畠中謙奨,坂井田未来,鈴木浩文,古木辰也,藤井一二,伊藤洋介,森理恵,森本和邦
    • 学会等名
      2023年度精密工学会秋季大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] PCD 製くり抜き工具による CVD-SiC の高能率円柱加工法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷大樹,古木辰也,鈴木浩文,藤井一二,伊藤洋介,福田達也,伏見雅人,伊藤公一,上坂裕之
    • 学会等名
      2023年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Precision cutting of CVD-SiC aspheric mold by PCD milling tool2022

    • 著者名/発表者名
      M. Sakaida, S. Higuchi, H. Suzuki, A. Suzuki, T. Furuki, T. Fukuda
    • 学会等名
      Proceeding of the 22nd International Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly efficient texturing of electroless Ni-P plate for optical mold surface by ultrasonic vibration assisted indentation2022

    • 著者名/発表者名
      A. Goto, H. Suzuki, T. Sakai, A. Yui, T. Nakagawa, T. Moriizumi, T. Makino
    • 学会等名
      Proceeding of the 22nd International Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly efficient generation of anti-reflection surface by ultrasonic vibration assisted indentation2022

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, A. Yui, T. Nakagawa, T. Makino, T. Moriizumi
    • 学会等名
      Proceeding of the 31st International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無電解Ni-Pめっきにおけるめっき浴温度が表面粗さに与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      中川恒裕,鈴木浩文
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会学術講演会ABTEC2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超音波振動援用インデンテーションによるテキスチャリング― マイクロアレイ金型の精密加工 ―2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文,後藤 晃,古木辰也,三浦勝弘,由井明紀,中川恒裕,牧野俊清,上原純一,森泉利之"
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会学術講演会ABTEC2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of levitation principle in float polishing method2021

    • 著者名/発表者名
      K. Nagai,A. Beaucamp,A. Matsubara, Y. Namba, H. Suzuki
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ファインバブルの実加工への応用事例 ―ファインバブルクーラントによる超硬合金の高精度・高能率研削2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文,渡辺 剛
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      砥粒加工学会誌
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] レーザ加工によるダイヤモンド切削工具の製作 -複雑形状のダイヤモンド工具のマイクロ加工-2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩文
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      電気加工学会誌
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 金型、中間金型、及び金型の製作方法2020

    • 発明者名
      浜田晴司,上山 崇,鈴木浩文
    • 権利者名
      浜田晴司,上山 崇,鈴木浩文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-147750
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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