大気圧プラズマ援用クーラントの機能発現メカニズム解明と高機動システム化

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04786
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 片平 和俊 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (70332252)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 大気圧プラズマ / ダイヤモンド工具 / 超精密加工 / 表面改質

研究成果の概要

大気圧プラズマジェットを援用することで，加工中のクーラント効果を促進させ，微細ダイヤモンド工具の加工性能を最大限に引き出す手法の開発を行った．とくに，プラズマ化された活性種と，加工フロントにおける被加工物/工具/チップとの化学反応を精緻に制御するとともに，加工面/工具面の詳細な化学分析を通じて，プラズマの機能発現メカニズムを解明することを目的とした．とくに，ナノ多結晶ダイヤモンドエンドミルによる高純度SiC加工におけるプラズマ援用クーラントの適用を実行し，その効果を確認した．

自由記述の分野

超精密加工，高機能表面創成

研究成果の学術的意義や社会的意義

シリコン等の硬脆材料の延性モード加工に関する研究は、1995～2003年頃に国内外で多くの研究者が取り組み、学術的にも工業的にも一定の成果が得られている。しかしながら、発生するチップがツールにどのような不具合をもたらすか、とくに微細ミーリング加工における加工点の瞬時冷却・ナノサイズ切り屑の排出性能の最大化をもたらすクーラント環境の制御に着目した研究は極めて少ない。微細ツールの劣化防止や加工効率の向上、再生利用のために、生産現場で即導入可能な簡便かつ確実なクーラント技術として波及効果が期待できる。