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切削力フィードバックによる能動切込制御型マイクロ・ナノ切削加工システムの実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289022
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

芦田 極  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 研究グループ長 (10356363)

研究分担者 森田 昇  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30239660)
小倉 一朗  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (60356714)
研究協力者 エレラーグラナドス ヘルマン  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード切削加工 / 硬脆材料 / 延性モード切削 / 加工力制御 / 柔軟カンチレバー構造 / ダイヤモンド工具 / 臨界切込み深さ / マイクロナノ加工 / 機械加工 / 硬ぜい材料 / 光てこ
研究成果の概要

従来の高剛性の切削工具に替えて、柔軟なカンチレバー型工具ホルダを用いて加工力をフィードバック制御することで切込み深さを制御する切削加工システムを構築した。駆動機構の運動誤差や、加工面に傾斜・湾曲があっても、一定の切込み深さで切削加工が可能であり、新たな倣い加工技術として応用できる。また、ガラスなどの割れやすい硬脆材料に対して従来よりも深い切込みで割れを生じない延性モード切削が可能であることを見出した。材料内部のせん断応力場の観察により、柔軟な切削機構によって最大せん断応力が減少することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Development of a non-rigid cutting mechanism applying a normal cutting force control system2016

    • 著者名/発表者名
      G. Herrera-Granados, N. Morita, H. Hidai, S. Matsusaka, A. Chiba., K. Ashida, I. Ogura, Y. Okazaki
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: Vol.43 ページ: 544-553

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2015.09.021

    • 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] Experimental stress analysis of glass cutting using a non-rigid cutting mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      G. Herrera-Granados, N. Morita, H. Hidai, S. Matsusaka, A. Chiba., K. Ashida, I. Ogura, Y. Okazaki
    • 雑誌名

      Manufacturing Letters

      巻: Vol.6 ページ: 14-18

    • DOI

      10.1016/j.mfglet.2015.11.003

    • 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] Development of a Non-RigidMicro-Scale Cutting Mechanism Measuring the Cutting Force Using an Optical Lever2014

    • 著者名/発表者名
      German Herrera-Granados, Kiwamu Ashida, Ichiro Ogura, Yuichi Okazaki, Noboru Morita, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: Vol.8, No.6 ページ: 903-911

    • NAID

      130007673785

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fabrication of micro-scale grooves in glass using a non-rigid cutting mechanism -Application of a force feedback control system-2017

    • 著者名/発表者名
      Herrera-Granados German, Ashida Kiwamu, Ogura Ichiro, Okazaki Yuichi, Morita Noboru, Hidai Hirofumi, Matsusaka Souta and Chiba Akira
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶応義塾大学、横浜市
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Advantages of using a non-rigid cutting mechanism for the machining of glass2016

    • 著者名/発表者名
      Herrera-Granados German, Ashida Kiwamu, Ogura Ichiro, Okazaki Yuichi, Morita Noboru, Hidai Hirofumi, Matsusaka Souta and Chiba Akira
    • 学会等名
      4M/IWMF2016 Conference
    • 発表場所
      DTU, Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of mcro-scale grooves in glass using a non-rigid cutting mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      German Herrera-Granados, Kiwamu Ashida, Ichiro Ogura, Yuichi Okazaki, Noboru Morita, Hidai Hirofumi, Souta Matsusaka and Akira Chiba
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レーザインプリント複合加工によるガラスへの微細形状転写2015

    • 著者名/発表者名
      本郷舜也,水原和行,栗田恒雄,芦田極,German Herrera-Granados
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of cutting angles during the micro-groove fabrication process using a non-rigid cutting mechanism2014

    • 著者名/発表者名
      German Herrera-Granados, Kiwamu Ashida, Ichiro Ogura, Yuichi Okazaki, Noboru Morita, Hidai Hirofumi, Souta Matsusaka, Akira Chiba
    • 学会等名
      9th International Workshop on Microfactories
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of the cantilever beam bending of a non-rigid cutting mechanism used for the fabrication of micro-grooves2014

    • 著者名/発表者名
      German Herrera-Granados, Kiwamu Ashida, Ichiro Ogura, Yuichi Okazaki, Noboru Morita, Hidai Hirofumi, Souta Matsusaka, Akira Chiba
    • 学会等名
      15th International Conference on Precision Engineering
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] カンチレバー工具によるマイクロナノ切削加工

    • URL

      https://www.aist.go.jp/digbook/openlab/2013/html5.html#page=391

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] カンチレバー工具によるマイクロナノスケール切削加工

    • URL

      http://www.aist.go.jp/digbook/openlab/2013/#page=391

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] カンチレバー工具によるマイクロナノスケール切削加工

    • URL

      http://www.aist.go.jp/digbook/openlab/2013/index.html#page=391

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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