高強度非球面金型の超精密切削を可能にするためのナノ粒子潤滑揺動切削法

• 研究課題/領域番号: 22360055
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2012); 東北大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2012年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: 超精密切削 / 金型加工 / 工具摩耗 / ナノ粒子潤滑 / ダイヤモンド工具 / 硬脆材料 / 非球面 / 光学部品

研究概要

ダイヤモンドバイト揺動切削法を提案し、高強度材である反応焼結SiC の超精密切削を試みた。バイトの揺動誤差を測定するために、白色干渉計を用いたバイト形状の機上測定システムを構築した。また、切削油剤として高粘性・高付着力のグリースを工作物の表面に塗布した。その結果、ダイヤモンドバイト摩耗が大幅に抑制され、表面粗さ 4nmRa の延性モード加工が実現されていることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Micro-cutting characteristics of EDM fabricated high-precision polycrystalline diamond tools (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang, H. Peng, J. Yan
  • 雑誌名: International Journal of Machine Tools and Manufacture 巻: 65 ページ: 99-106
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2012.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallographic effect on subsurface damage formation in silicon microcutting (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, T. Asami, H. Harada, T. Kuriyagawa
  • 雑誌名: CIRP Annals - Manufacturing Technology 巻: 61 号: 1 ページ: 131-134
  • DOI: 10.1016/j.cirp.2012.03.070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manufacturing Structured Surface by Combining Microindentation and Ultraprecision Cutting (2012)
  • 著者名/発表者名: J.Yan, A.Horikoshi, T.Kuriyagawa, Y.Fukushima
  • 雑誌名: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 巻: 5 号: 1 ページ: 41-47
  • DOI: 10.1016/j.cirpj.2011.08.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectof Nanoparticle Lubrication in DiamondTurning of Reaction-Bonded SiC (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, Z. Zhang, and T. Kuriyagawa
  • 雑誌名: International Journal of AutomationTechnology 巻: 5, 3 ページ: 307-312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study ontool wear characteristics in diamond turningof reaction-bonded silicon carbide (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Zhang, J. Yan, and T. Kuriyagawa
  • 雑誌名: International Journal of AdvancedManufacturing Technology 巻: 57, 1 ページ: 117-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Nanoparticle Lubrication in Diamond Turning of Reaction-Bonded SiC (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Yan, Z.Zhang, T.Kuriyagawa
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 5 ページ: 307-312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on tool wear characteristics in diamond turning of reaction-bonded silicon carbide (2011)
  • 著者名/発表者名: Z.Zhang, J.Yan, T.Kuriyagawa
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Manufacturing Technology 巻: 57 号: 1-4 ページ: 117-125
  • DOI: 10.1007/s00170-011-3289-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tool-Swinging Cutting of BinderlessTungsten Carbide (2010)
  • 著者名/発表者名: Z. Zhang, J. Yan, and T. Kuriyagawa
  • 雑誌名: Advanced MaterialsResearch 巻: Vol. 139-141 ページ: 727-730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toolwear control in diamond turning ofhigh-strength mold materials by means oftool swinging (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, Z. Zhang, and T. Kuriyagawa
  • 雑誌名: CIRP Annals - ManufacturingTechnology 巻: 59, 1 ページ: 109-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tool wear control in diamond turning of high-strength mold materials by means of tool swinging (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Yan, Z.Zhang, T.Kuriyagawa
  • 雑誌名: CIRP Annals-Manufacturing Technology 巻: 59 ページ: 109-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tool-Swinging Cutting of Binderless Tungsten Carbide (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhiyu ZHANG, Jiwang YAN, Tsunemoto KURIYAGAWA
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 139-141 ページ: 727-730
  • 査読あり
• [学会発表] MEMS応用を指向した超精密マイクロファブリケーションおよび加工欠陥の低減・修復技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 閻紀旺
  • 学会等名: 次世代マイクロファブリケーション技術研究会・セミナー(第10回精密加工プロセス研究会)
  • 発表場所: 福岡(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-22
• [学会発表] Fabrication of Thin-Film Fresnel Optics by Combining Diamond Turning and MEMS Techniques (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, K. Watanabe, Y. Nakagawa
  • 学会等名: 3rd CIRP Conference on Process Machine Interactions (3rd PMI)
  • 発表場所: Nagoya
• [学会発表] 単結晶材料の超精密マイクロ切削加工および光学ガラスの微細転写成形 (2012)
  • 著者名/発表者名: 閻 紀旺
  • 学会等名: 第30回マイクロ加工シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 硬脆材料の超精密切削技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 閻 紀旺
  • 学会等名: 精密工学会切削専門委員会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 硬脆材料の超精密切削加工 (2012)
  • 著者名/発表者名: 閻 紀旺
  • 学会等名: 精密工学会生産技術特別セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 曲面,微細形状,機能性材料の超精密加工の動向(キーノート) (2011)
  • 著者名/発表者名: 閻紀旺
  • 学会等名: 2011年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Effect of Nanoparticle Lubrication in Diamond Turning of Reaction-Bonded SiC (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Yan, Z.Zhang, T.Kuriyagawa
  • 学会等名: The 4th CIRP International Conference on High Performance Cutting (CIRP-HPC2010)
  • 発表場所: Gifu
• [学会発表] ナノ粒子潤滑援用工具揺動切削法による硬脆材料の超精密切削 (2010)
  • 著者名/発表者名: 張志宇, 閻紀旺, 厨川常元
  • 学会等名: 日本機械学会第8回生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 岡山