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サファイア基板の高能率高品位加工を実現するためのスパイラル超音波援用研削法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420059
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
研究機関秋田県立大学

研究代表者

呉 勇波  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10302176)

研究分担者 藤本 正和  青山学院大学, 理工学部, 助教 (00581290)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード機械工作 / 生産工学 / 研削 / 超音波 / サファイア / LED / 機械工作・生産工学
研究成果の概要

スパイラル超音波援用研削法を提案し実験装置の試作とサファイアのスクラッチング試験と研削実験を行った.その結果,超音波を援用すると(1)臨界切込み深さが約30%増大し研削抵抗が30%以上減少する;(2)レジンボンド砥石は砥粒切れ刃の微細化と分布密度の向上,ビトリファイト砥石は良好な作業面の維持と耐摩耗性の向上及び加工面品位の改善が確認された;(3)加工面形成機構のフラクタル解析を行い面粗さ,表面欠陥,材料除去モードなどをフラクタル次元で評価できることを示した;などの知見が得られた.
また,本技術の実用化に向けて真空チャック付き超音波ユニットを設計・製作しその動作を確認することができた.

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

    (19件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件、 査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Investigation on surface formation mechanism in elliptical ultrasonic assisted grinding (EUAG) of monocrystal sapphire based on fractal analysis method2016

    • 著者名/発表者名
      Qiuyan Wang, Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Tianfeng Zhou, Wenxiang Zhao, Yongbo Wu, Li Jiao
    • 雑誌名

      Int. J. of Advanced Manufacturing Technology

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 二次元(楕円)超音波微振動を援用した高能率研削2015

    • 著者名/発表者名
      野村光由,呉勇波
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 27 ページ: 27-31

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fractal analysis of surface topography in ground monocrystal sapphire2015

    • 著者名/発表者名
      Qiuyan Wang, Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Wenxiang Zhao, Yongbo Wu and Tianfeng Zhou
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 327 ページ: 182-189

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research on Fractal Characterization in Grinding of Monocrystal Sapphire2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Qiuyan, Zhao Wenxiang, Liang Zhiqiang, Wang Xibin, Jiao Li and Wu Yongbo
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 800-801 ページ: 186-190

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A three-dimensional Fractal Analysis Method for Ground Monocrystal Sapphire Surface2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Qiuyan, Liang Zhiqiang, Wang Xibin, Zhao Wenxiang, Wu Yongbo, Jiao Li and Xie Lijing
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 1017 ページ: 187-192

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grinding force characteristics in Elliptical Ultrasonic Assisted Grinding (EUAG) of Monocrystal Sapphire2014

    • 著者名/発表者名
      Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Yongbo Wu, Li Jiao, Wenxiang Zhao, Tianfeng Zhou
    • 雑誌名

      Int. J. of Abrasive Technology

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on Brittle - Ductile Transition in Elliptical Ultrasonic Assisted Grinding (EUAG) of Monocrystal Sapphire using Single Diamond Abrasive Grain2013

    • 著者名/発表者名
      Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Yongbo Wu, Lijing Xie, Li Jiao, Wenxiang Zhao
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      巻: 71 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An experimental investigation on effective friction coefficient in Elliptical Ultrasonic Assisted Grinding (EUAG) of monocrystal sapphire2013

    • 著者名/発表者名
      Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Yongbo Wu, Lijing Xie, Li Jiao, Wenxiang Zhao
    • 雑誌名

      Int. J. Nanomanufacturing

      巻: Vol.9, Nos.5/6 ページ: 477-485

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結晶硬脆材料のスパイラル超音波援用研削2013

    • 著者名/発表者名
      呉 勇波
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: Vol.57, No.7 ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Grinding performance of spiral ultrasonic assisted grinding for monocrystal sapphire using vitrified diamond wheel2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miura, Yongbo Wu, Masakazu Fujimoto, Mitsuyoshi Nomura and Zhiqiang Liang
    • 学会等名
      LEM21
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単結晶サファイアのスパイラル超音波援用研削―超音波振動がダイヤモンド砥石に及ぼす効果―2015

    • 著者名/発表者名
      三浦拓也,呉勇波,野村光由
    • 学会等名
      2015年度JSPE秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Research on surface formation mechanism in elliptical ultrasonic assisted grinding (EUAG) of monocrystal sapphire using structure function fractal method2015

    • 著者名/発表者名
      Qiuyan Wang, Zhiqiang Liang, Xibin Wang, Wenxiang Zhao, Yongbo Wu, Li Jiao and Tianfeng Zhou
    • 学会等名
      10th ASME 2015 Manufacturing Science and Engineering Conference (MSEC2015)
    • 発表場所
      Charlotte, North Carolina, USA
    • 年月日
      2015-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サファイアのスパイラル超音波援用研削の研究―ビトリファイドダイヤモンド砥石の加工特性―2015

    • 著者名/発表者名
      三浦拓也,呉 勇波,藤本正和,野村光由,梁志強
    • 学会等名
      JSME東北学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      八戸高専
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] サファイアウエハのスパイラル超音波援用研削における砥石摩耗特性―ビトリファイドダイヤモンド砥石の作業面トポグラフィ―2014

    • 著者名/発表者名
      藤本正和,呉勇波,野村光由,三浦拓也,梁志強
    • 学会等名
      JSME第10回生産加工・工作機械部門講演会
    • 発表場所
      徳島大学常三島C
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] サファイアウエハのスパイラル超音波援用研削に関する基礎研究―レジンボンドダイヤモンド砥石における砥石切れ刃挙動―2014

    • 著者名/発表者名
      藤本正和,呉勇波,野村光由,三浦拓也,梁志強
    • 学会等名
      2014年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2014)
    • 発表場所
      岩手大学工学部
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] サファイアウエハのスパイラル超音波援用研削における材料除去機構-単粒スクラッチ試験による延性/脆性モードの遷移について-2014

    • 著者名/発表者名
      藤本正和,呉 勇波,野村光由,梁 志強
    • 学会等名
      2014年度JSPE春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単結晶材料のスパイラル超音波援用研削における材料除去機構2013

    • 著者名/発表者名
      藤本正和,呉勇波,野村光由,梁志強
    • 学会等名
      2013年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2013)
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental investigation of material removal mechanism in ultrasonic assisted grinding of SiC ceramics using a single diamond tool2013

    • 著者名/発表者名
      J. Cao, Y. Wu, H. Guo, M. Fujimoto and M. Nomura
    • 学会等名
      国際会議LEM21
    • 発表場所
      宮城県松島町
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface topography of small diameter diamond wheel in ultrasonic assisted grinding,2013

    • 著者名/発表者名
      M. Fujimoto, Y. Wu, M. Nomura, H. Kanai and M. Jin, Surface topography of small diameter diamond wheel in ultrasonic assisted grinding
    • 学会等名
      国際会議LEM21
    • 発表場所
      宮城県松島町
    • 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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