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ピコ秒レーザによる単結晶ダイヤモンド工具刃先成形とテクスチャリングによる長寿命化

研究課題

研究課題/領域番号 25420043
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関茨城大学

研究代表者

山本 武幸  茨城大学, 工学部, 技術職員 (40396594)

研究分担者 清水 淳  茨城大学, 工学部, 教授 (40292479)
周 立波  茨城大学, 工学部, 教授 (90235705)
小貫 哲平  茨城大学, 工学部, 准教授 (70400447)
尾嶌 裕隆  茨城大学, 工学部, 講師 (90375361)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードナノマイクロ加工 / レーザ加工 / ダイヤモンド工具 / テクスチャ / 切削
研究成果の概要

単結晶ダイヤモンド工具の加工は職人による研磨に頼っている.本研究では,ピコ秒レーザによる単結晶ダイヤモンド工具先端の成形とテクスチャリングの実現を試みた.さらに,すくい面へのテクスチャの付与が切削性能に及ぼす影響を検討した.実験により,レーザ照射条件が加工溝寸法に及ぼす影響を明らかにした上で,単結晶ダイヤモンド工具先端の成形を試みた.その結果,研磨では難しい複雑な形状でもピコ秒レーザにより,数ミクロンの精度で成形可能なことを明らかにした.さらに,アルミニウムの実切削により,すくい面にテクスチャを付与した単結晶ダイヤモンド工具は,工作物材料の凝着の低減に有利なことも明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of a Cutting Method by Making Use of Localized Hydrostatic Pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Keito Uezaki, Libo Zhou, Takeyuki Yamamoto, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 1136 ページ: 156-161

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.1136.156

    • 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] 茨城大学 ナノ・マイクロ表面機能研究室2015

    • 著者名/発表者名
      清水 淳
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 60 ページ: 373-374

    • NAID

      130006929950

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 切削加工によるテクスチャリング2015

    • 著者名/発表者名
      清水 淳
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 60 ページ: 177-183

    • NAID

      130005628073

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of Microtextured Photocatalytic Surface by Vibration-assisted Scratching2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Takeyuki Yamamoto, Libo Zhou, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 783-786 ページ: 1488-1493

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.1488

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of metal cutting process accompanied by a localized compressive hydrostatic stress field formation: Examination by molecular dynamics simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Keito Uezaki, Jun Shimizu, Libo Zhou
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 38 号: 2 ページ: 371-378

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2013.12.002

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本縦断研究室巡り「茨城大学 Nano-Engineering Laboratory (nLab)」2014

    • 著者名/発表者名
      周 立波,清水 淳,小貫哲平,尾嶌裕隆,山本武幸
    • 雑誌名

      レーザ協会誌

      巻: 39 ページ: 33-35

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modeling of process mechanisms in pulsed laser micro machining on lithium niobate substrates2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Onuki, Ippei Murayama, Hirotaka Ojima, Jun Shimizu, Libo Zhou
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 8 ページ: 896-902

    • NAID

      130007674050

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mold Pattern Fabrication by Nanoscratching2013

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Libo Zhou, Takeyuki Yamamoto, Hirotaka Ojima, Teppei Onuki, Han Huang
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 7 ページ: 686-693

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on the Mechanical Properties of Lithium Tantalate and the Influence on Its Machinability2013

    • 著者名/発表者名
      Wei Hang, Libo Zhou, Jun Shimizu, Julong Yuan, Takeyuki Yamamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 7 ページ: 644-653

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Surface Microtexture by Vibration Assisted Cutting2013

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Takeyuki Yamamoto, Libo Zhou, Hirotaka Ojima, Teppei Onuki, Shun-ichi Nagaoka
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 797 ページ: 638-641

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.797.638

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Surface Texturing by Using Vibration-assisted Microscratching2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Takeyuki Yamamoto, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima, Libo Zhou
    • 学会等名
      International Tribology Conference 2015
    • 発表場所
      東京理科大学(葛飾)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 研削シリコンウエハ加工変質層のナノインデンテーション2015

    • 著者名/発表者名
      清水 淳,周 立波,小貫哲平,尾嶌裕隆,山本武幸
    • 学会等名
      砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(日吉)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザによる単結晶ダイヤモンドの精密加工 - 簡単な表面テクスチャの創成 -2015

    • 著者名/発表者名
      山本武幸,薄憲司朗,小貫哲平,尾嶌裕隆,清水 淳,周 立波
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(川内北)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 振動援用切削による表面微小テクスチャ加工2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺康太,山本武幸,清水 淳,周 立波,小貫哲平,尾嶌裕隆
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部主催「茨城講演会」
    • 発表場所
      茨城大学工学部
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 振動援用引っかきによる表面微小テクスチャリング2015

    • 著者名/発表者名
      清水 淳,山本武幸,周 立波,小貫哲平,尾嶌裕隆,岡山幸洋
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議(春)
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 振動援用引っかきによる掘起しを利用した表面微小テクスチャリング2014

    • 著者名/発表者名
      清水 淳,山本武幸,周 立波,尾嶌裕隆,小貫哲平,岡山幸洋
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議(秋岩手)
    • 発表場所
      アイーナいわて
    • 年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザによる単結晶ダイヤモンドの精密加工- マイクロ溝加工の検討 -2014

    • 著者名/発表者名
      山本武幸,植崎圭人,岩井俊樹,小貫哲平,清水 淳,周 立波,尾嶌裕隆
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取)
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学によるシリコンウエハ加工変質層のナノインデンテーションの解析2014

    • 著者名/発表者名
      古牧允彦,清水 淳,周 立波,小貫哲平,尾嶌裕隆,山本武幸
    • 学会等名
      砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      岩手大学工学部
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparative Investigations of Analysis Methods in Thickness Inspections of Ultra Thin Semiconductor Wafers by Means of White Light Reflectmetry2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Onuki, Hirotaka Ojima, Jun Shimizu, Libo Zhou
    • 学会等名
      15th International Conference on Precision Engineering (ICPE2014)
    • 発表場所
      ホテル日航金沢
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Microtextured Photocatalytic Surface by Vibration-assisted Scratching2013

    • 著者名/発表者名
      Jun Shimizu, Takeyuki Yamamoto, Libo Zhou, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima
    • 学会等名
      THERMEC 2013
    • 発表場所
      Rio Hotel, Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional cutting edge distribution of abrasives on diamond grinding wheel working surface2013

    • 著者名/発表者名
      Libo Zhou, Yutaro Ebina, Jun Shimizu, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima, Takeyuki Yamamoto
    • 学会等名
      7th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
    • 発表場所
      ホテル松島大観荘(宮城県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of the incubation effects in pulsed laser micro machining on ferroelectric lithium niobate substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Teppei Onuki, Ippei Murayama, Takeyuki Yamamoto, Hirotaka Ojima, Jun Shimizu, Libo Zhou
    • 学会等名
      7th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (LEM21)
    • 発表場所
      ホテル松島大観荘(宮城県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 掘起しの有効活用による表面微小テクスチャの創成2013

    • 著者名/発表者名
      清水 淳,山本武幸,周 立波, 尾嶌裕隆,小貫哲平
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議(秋福岡)
    • 発表場所
      アクロス福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小テクスチャ金型の開発とその応用(第3報)- 圧子の稜を用いた微小切削によるテクスチャパターンの複雑化 -2013

    • 著者名/発表者名
      山本武幸,清水 淳,周 立波,尾嶌裕隆,小貫哲平
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(千里山)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] ナノ・マイクロファブリケーションと表面機能

    • URL

      https://sites.google.com/site/nlabibarakiuniv/research/field4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究情報のページ

    • URL

      https://info.ibaraki.ac.jp/Profiles/5/0000414/profile.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 研究情報のページ

    • URL

      http://info.ibaraki.ac.jp/Profiles/5/0000414/profile.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] ナノ・マイクロファブリケーションと表面機能

    • URL

      https://sites.google.com/site/nlabibarakiuniv/research/field4

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究者情報のページ

    • URL

      http://info.ibaraki.ac.jp/Profiles/5/0000414/profile.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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