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2022 年度 実施状況報告書

両面研磨加工における加工物‐定盤間への研磨液浸入現象の解明と効果的な供給技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K03839
研究機関金沢大学

研究代表者

橋本 洋平  金沢大学, 機械工学系, 助教 (30456686)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード両面研磨 / 両面ラッピング / 両面ポリシング / 研磨
研究実績の概要

加工物の上下両面を同時に研磨する両面研磨加工では,近年のDXの推進や省エネルギパワーデバイスの普及を受け,製造コスト削減をはじめとする性能向上が強く望まれている.しかし,その加工プロセスに関する理解はほとんど進んでおらず,革新的技術を着想できる状況にない.このため本研究では,両面研磨加工における重要な要素である加工物‐定盤間への研磨液浸入現象の解明に取組み,性能を向上させる技術を開発することを目的とする.
令和4年度は加工物の平坦度向上を目的とする両面ラッピングを対象に,加工物上面と上定盤の境界への研磨液の浸入現象の解明に取組んだ.最初に加工物上面と鋳鉄製の上定盤の境界への研磨液の浸入現象を可視化できる実験装置を作成した.本装置を活用した観察により,境界面には供給孔からの直接供給だけでなく,加工物を保持するキャリア上に存在する研磨液が境界に乗り上がりことで浸入することも確認した.その後に,研磨液の浸入経路を限定した研磨実験を行い,上記の観察結果からも示唆されたように,供給孔からの直接供給とキャリアからの乗り上がりの両供給経路ともに研磨特性に影響することを明らかにした.さらに,定盤に形成される放射状や同心円状の溝パターンが研磨液の浸入に及ぼす影響についても検討を行った.これらの研究成果から,研磨液を効率的に加工面に供給する新技術の着想にも至っており,今後検証実験を実施していく予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画では,令和4年度に研磨液の浸入経路を限定した研磨実験を行い,令和5年度に研磨液挙動の観察に取組むことを想定していた.
これに対し,当初計画よりも研磨液挙動の観察装置を容易に作成できたため,令和4年度に「加工物上面と上定盤間の境界」に対する研磨液挙動の観察を浸入経路を限定した研磨実験を実施した.一方,「加工物下面と下定盤間の境界」に関する検討は未実施であり,現在の進捗状況としては令和4-5年度の実施予定内容の半分が完了できているといえる.
このため,全体的に当初計画からの遅れはなく,おおむね順調に進展しているといえる.

今後の研究の推進方策

令和5年度には加工物下面と下定盤間の境界に対する研磨液挙動の観察と浸入経路を限定した研磨実験を実施し,両面研磨加工中の研磨液浸入現象を解明する.また,令和4年度の検討で着想された加工物上面への研磨液の効率的な供給技術に関する検証実験も実施していく.
令和5年度の研究実施において,令和4年度の研究において蓄積したノウハウも活用できるため,障壁や大きな課題はないと現段階では考えている.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Finishing Speed Improvement Using Side Cover Plates in Gyro Finishing2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Nakayama Yugo、Furumoto Tatsuaki、Sekiya Akihito、Yamada Tetsuya、Kawahara Tatsuki、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 17 ページ: 47~54

    • DOI

      10.20965/ijat.2023.p0047

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel method to visualize Preston’s coefficient distribution for chemical mechanical polishing process2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Furumoto Tatsuaki、Sato Takumi、Suzuki Norikazu、Yasuda Hozumi、Yamaki Satoru、Mochizuki Yoshihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 ページ: 116502~116502

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac916b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Process state estimation in chemical mechanical polishing (CMP) by inverse analysis of in-process data2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki N.、Yamaguchi R.、Hashimoto Y.、Yasuda H.、Yamaki S.、Mochizuki Y.
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 71 ページ: 273~276

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2022.04.060

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Miniaturization of Texture Size of One-process Surface Texturing by Electrochemical Machining2022

    • 著者名/発表者名
      KOYANO Tomohiro、TAKAHASHI Katsunari、HOSOKAWA Akira、FURUMOTO Tatsuaki、HASHIMOTO Yohei
    • 雑誌名

      Journal of The Japan Society of Electrical Machining Engineers

      巻: 56 ページ: 52~52

    • DOI

      10.2526/jseme.56.52

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 両面研磨における加工物上面への研磨液供給経路の検討2023

    • 著者名/発表者名
      橋本洋平, 佐々木友也, 柴崎竜輝, 古本達明, 小谷野智広, 山口貢
    • 学会等名
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] CMPにおけるプレストン係数分布の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      橋本洋平, 佐藤拓実, 鈴木教和, 安田穂積, 山木暁, 望月宣宏
    • 学会等名
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 両面研磨における新しい終点検知技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      柴崎竜輝, 橋本洋平, 佐々木友也, 古本達明, 小谷野智広, 山口貢
    • 学会等名
      精密工学会 第30回卒業研究発表講演会
  • [学会発表] ジャイロバレル研磨を活用した金属AM造形物のサポート除去に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      橋本洋平, 山谷晃平, 古本達明, 阿部諭, 小谷野智広, 山口貢
    • 学会等名
      日本機械学会 生産システム部門研究発表講演会2023
  • [学会発表] Novel drag finishing machine for less variation in finishing speed2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kutsuna, Y. Hashimoto, T. Furumoto, M. Yamaguchi, T. Koyano, A. Ezura, T. Kawahara, A. Sekiya, A. Hosokawa
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective removal of support structures constructed by PBF process using gyro finishing2022

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaya, Y. Hashimoto, T. Furumoto, M. Yamaguchi, T. Koyano, A. Ezura, A. Hosokawa
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Voltage Pulse Conditions on Electrochemical Machining of Cemented Carbide2022

    • 著者名/発表者名
      T. Koyano, T. Hokin, A. Hosokawa, T. Furumoto, Y. Hashimoto, M. Yamaguchi, S. Abe
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Measurement of Wire Electrode during Wire Electrical Discharge Machining Using Two-color Pyrometer with Optical Fiber2022

    • 著者名/発表者名
      T. Hinata, T. Koyano, A. Hosokawa, T. Furumoto, Y. Hashimoto, M. Yamaguchi, S. Abe
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of multi-layer PVD coating film with high-temperature lubricity and heat resistance and their application to cutting tools2022

    • 著者名/発表者名
      A. Hosokawa, T. Uno, T. Koyano, T. Furumoto, Y. Hashimoto
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 両面研磨における加工物上面の研磨液挙動の検討2022

    • 著者名/発表者名
      橋本洋平
    • 学会等名
      砥粒加工学会 研磨の基礎科学とイノベーション化専門委員会 第24回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ジャイロバレル研磨によるコーティング膜の表面粗さ向上の試み2022

    • 著者名/発表者名
      平野翔太, 橋本洋平, 久綱敦也, 細川晃, 小谷野智広, 山口貢, 阿部諭, 江面篤志, 古本達明
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回生産加工・工作機械部門講演会
  • [学会発表] PVDコーティングエンドミルの切削特性にドラッグフィニッシュ処理が及ぼす影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      川畠丈志, 橋本洋平, 細川晃, 久綱敦也, 江面篤志, 古本達明
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回生産加工・工作機械部門講演会
  • [学会発表] ジャイロバレル研磨を活用した金属AM造形物のサポート除去2022

    • 著者名/発表者名
      山谷晃平, 橋本洋平, 古本達明, 阿部諭, 山口貢, 小谷野智広, 江面篤志
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2022)
  • [学会発表] 加工物軸方向の研磨速度の偏りを解消できる新型ドラッグフィニッシュ装置2022

    • 著者名/発表者名
      久綱敦也, 橋本洋平, 古本達明, 山口貢, 小谷野智広, 江面篤志, 河原達樹, 関谷章仁, 細川晃
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2022)

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公開日: 2023-12-25  

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