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ダイヤモンドマイクロ切削工具エッジ形状のサブナノメートル超高精度計測法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26630015
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東北大学

研究代表者

高 偉  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70270816)

研究分担者 清水 裕樹  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70606384)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードナノ計測 / マイクロエッジ / AFM / 反転エッジ / MDシミュレーション / アクチュエータ / 圧力センサ / FTS / ダイヤモンド工具
研究成果の概要

本研究題目では,軟質金属表面に転写した単結晶ダイヤモンド切削工具マイクロ刃先の反転エッジの三次元精密形状測定より,マイクロエッジ絶対形状をサブナノメートルオーダーの超高精度で自律的に計測することを目的とした.
分子動力学(MD)シミュレーションに基づく原子スケールでの反転エッジ形成過程の最適化により,反転エッジ法を用いてサブナノメートルの超高精度三次元形状計測への有効性を示した.また工具運動と加工力を高分解能かつ高感度に測定可能な高感度加工力検出型工具サーボを構築し,提案手法の有効性について実験的な検証を実施した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Self-evaluation of the cutting edge contour of a micro diamond tool with a force sensor integrated fast tool servo on an ultra-precision lathe. International2015

    • 著者名/発表者名
      Y.L. Chen, S. Wang, Y. Shimizu, S. Ito, W. Gao, B.F. Ju
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Manufacturing Technology

      巻: 77 号: 9-12 ページ: 2257-2267

    • DOI

      10.1007/s00170-014-6580-2

    • 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] An in-process measurement method for repair of defective microstructures by using a fast tool servo with a force sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Yuan-Liu Chen, Shu Wang, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao, Bing-Feng Jub
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 39 ページ: 134-142

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2014.08.001

    • 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] A measurement method of cutting tool position for relay fabrication of microstructured surface2014

    • 著者名/発表者名
      Yuan-Liu Chen, Wei Gao, Bing-Feng Ju, Yuki Shimizu, So Ito
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: 25 号: 6 ページ: 064018-064018

    • DOI

      10.1088/0957-0233/25/6/064018

    • 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
  • [学会発表] A New Fast Tool Servo with Integrated Functions for In-process Measurement and Fabrication of Microstructured Surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Yuan-Liu Chen, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao
    • 学会等名
      The 11th China-Japan International Conference on Ultra-Precision Machining Process
    • 発表場所
      板橋区立グリーンホール,東京都板橋区
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of the deformation mechanism of a copper workpiece during nanoindentation by using molecular dynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Yindi Cai, Yuanliu Chen, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao
    • 学会等名
      The 11st Chain-Japan International Conference on Ultra-Precision machining process
    • 発表場所
      板橋区立グリーンホール,東京都板橋区
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ductile cutting of a microstructure array on silicon surface by using a diamond tool with a negative rake angle2015

    • 著者名/発表者名
      Yuan-Liu Chen, Yindi Cai, Keisuke Tohyama, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都府京都市
    • 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] Molecular dynamics simulation on nano-contact between a diamond cutting tool and a copper surface2015

    • 著者名/発表者名
      Yindi Cai, Yuanliu Chen, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao, Ying Chen
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都府京都市
    • 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] On-machine edge contour measurement of a micro cutting tool by using a diamond edge artifact2015

    • 著者名/発表者名
      YuanLiu Chen, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      12th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] On-machine edge contour measurement of a micro cutting tool by using a diamond edge artifact2015

    • 著者名/発表者名
      Yuan-Liu Chen, Yuki Shimizu, So Ito, Wei Gao
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection and repair of micro defects in the process of diamond cutting of a microstructure array2015

    • 著者名/発表者名
      陳遠流,清水裕樹,伊東聡,高偉
    • 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] Molecular dynamics simulation on nanoindentation response of a copper workpiece2015

    • 著者名/発表者名
      蔡引テイ,陳遠流,清水裕樹,伊東聡,高偉
    • 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] Investigation of surface damages in contact and form measurement with a force sensor-integrated fast tool servo2015

    • 著者名/発表者名
      Y.D Cai, Y.L. Chen, S. Ito, Y. Shimizu, W. Gao
    • 学会等名
      38th International MATADOR Conference
    • 発表場所
      Huwei, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Cutting tool positioning by utilizing a force sensor-integrated fast tool servo2014

    • 著者名/発表者名
      Shu Wang, Yuan-Liu Chen, So Ito, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      International Conference on Positioning Technology
    • 発表場所
      北九州国際会議場,福岡県
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科ファインメカニクス専攻高・清水・伊東研究室

    • URL

      http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科ナノメカニクス専攻 高・清水・伊東研究室

    • URL

      http://www.nano.mech.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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