粘弾性高分子材料の極低温微細切削加工

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760101
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 柿沼 康弘 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (70407146)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: ナノマイクロ加工 / 極低温マイクロ加工

研究概要

マイクロ流体チップ材料として使用される高分子材料ポリジメチルシロキサン(PDMS)は低弾性であるため,切削などの機械加工が困難であった.PDMSはガラス転移点以下で硬化する特性がある.本研究では,PDMS を液体窒素中で硬化させ,微細工具を用いて極低温下で切削する極低温マイクロマシニング法を提案し,PDMSに形状精度の高い複雑3次元形状の微細溝を短時間で加工可能であることを明らかにした.さらに,予変形を援用した極低温マイクロマシニング法を提案し,通常の手法では形成できない曲がり穴や工具径より微細な溝を製作することに成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Cryogenic Ultra Precision Machining of Viscoelastic Resin Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kidani, Y.Kakinuma, T.Aoyama
  • 雑誌名: Proceedings of the 2010 International symposium on Flexible Automation JPS-2718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-Deformation-assisted Cryogenic Micromachining for Fabrication of Three-dimensional Unique Micro Channels (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Mishima, Y.Kakinuma, T.Aoyama
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Vol.5, No.4 ページ: 936-947
  • 査読あり
• [学会発表] 粘弾性材料の極低温マイクロマシニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 柿沼康弘
  • 学会等名: 第27回理研シンポジウム:マイクロファブリケーション研究の最新動向
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Cryogenic Ultra Precision Machining of Viscoelastic Resin Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kidani, Y.Kakinuma, T.Aoyama
  • 学会等名: the 2010 International symposium on Flexible Automation, JPS-2718
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] 柿沼康弘:ガラス状態遷移を利用した弾性高分子材料の超精密切削に関する基礎的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木谷晋也
  • 学会等名: 2010年度精密工学会春季大会学術講演会卒業研究発表講演会[優秀講演賞受賞]
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Pre-Deformation-assisted Cryogenic Micromachining for Fabrication of Threedimensional Unique Micro Channels (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Mishima, M.Yamamoto, Y.Kakinuma, T.Aoyama
  • 学会等名: The 5th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century of JSME, 647-652
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2009-12-03
• [備考] 受賞:切削ドリームコンテスト金賞受賞(森精機製作所主催)
  • URL: http://www.ina.sd.keio.ac.jp/aoyama/index.html
• [備考] ホームページ:青山・柿沼研究室
• [備考] You tube:機能性材料を駆使した次世代のシステムデザイン