| 研究概要 |
本申請者らはこれまで,光造形法を応用して,さまざまな形状のマイクロ部品を製作し,製作の際の精度も検討してきた.光造形法では,液体の紫外線感光性樹脂を固体へと硬化させる際に収縮し,これが製作誤差になる.硬化した樹脂の周囲の液体樹脂を溶剤で除去する際にも,溶剤が硬化した樹脂に対して,エッチングのような作用を起こすために,さらに収縮する.部品のサイズが小さくなるほど,部品の体積の割に表面積が大きくなるため,後者の影響はより,顕著になる.すなわち,マイクロ部品になるほど,収縮による誤差が大きくなる.そこで本研究では,樹脂でできたマイクロ部品をウィスカーで強化して収縮を抑制することを行った.ウィスカーは直径が1ミクロン,長さが数十ミクロン程度の円柱形状をしており,微小寸法で高強度,高硬度であるため,マイクロ部品の強化材として使用するために適していると考えられる.本研究では,ただ単にウィスカ一で強化するのではなく,ウィスカーの長手軸を所望の方向に揃えてマイクロ部品の強化を行なう.液体の樹脂とウィスカーの混合物に電界を印加し,電界方向にウィスカーの長手軸方向をそろえた後,樹脂を所望の形状に硬化させることによって,ウィスカー方位のそろったマイクロ部品を製作した.
まず,この手法でウィスカー方位をそろえることができることを計算と実験の両面から確かめた.次に,樹脂中でウィスカー方位をそろえることによって収縮を抑制できることを計算と実験の両面から検討した.樹脂のみでは7%収縮するのに対して,ウィスカーを体積含有率でわずか1%,方向をそろえて混合するだけで,ウィスカー方向については,収縮を2%に抑制することができた.
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