ペンシル形・微小径電鋳工具の開発とメカニカルマイクロファブリケーションへの応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450061
• Research Institution: Fukuoka Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤山 博一 福岡工業大学, 工学部, 助教授 (50148912)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鬼鞍 宏猷 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108655) ; 仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678) ; 田中 秀司 福岡工業大学, 工学部, 助教授 (30236591)
• Keywords: マイクロ研削 / 高速電鋳 / マイクロツルーイング / マイクロドレッシング / アモルファスめっき / ダイヤモンド工具 / マイクロ金型

Research Abstract

ペンシル形に成形した微小径の研削工具を高速回転させて使用する方式でのマイクロ研削加工を行い,超精密微細かつ平滑な加工面を創成するためには 1)耐欠損性と耐摩耗性に優れた極微粒研削工具の開発,2)極微粒の研削工具に対するツルーイングとドレッシング技術の開発,3)マイクロ鏡面研削加工技術,といった,3つの技術を新たに開発する必要がある.
1)の工具技術を開発するため,平成15年度には平成14年度に開発できたアモルファス電鋳技術と高集中度電鋳技術とを複合化した工具製造技術を新たに開発することを試みた,また,2)の工具に対する成形技術を開発するため,既に開発していた定圧研磨装置を改良し,工具先端を高精度なくさび形状や半球形状に成形することを試みた.さらに,3)のマイクロ鏡面研削加工を実現するため,メッシュサイズが#3000以上の極微粒の研削工具を駆使できる研削加工技術の開発を行った.
その結果,1)の工具技術に関してはニッケル/リン合金めっき技術を駆使することにより工具の曲げ強さが2000MPa,砥粒密度が最高で40Vol%のダイヤモンド電鋳工具を新たに開発できた.2)の工具成形技術に関しては,工具先端を0.5μm以下の精度で半球状に成形できる高精度成形技術を開発できた.また,3)のマイクロ鏡面研削加工技術に関しては,メッシュサイズが#3000のくさび状工具を用いた荒加工とメッシュサイズが#8000の半球状工具を用いた仕上げ加工を行うことにより,超精密微細かつ平滑と呼ぶにふさわしいマイクロ金型を造ることができる,研削加工技術を新たに開発できた.

Research Products

• [Publications] 仙波卓弥, 比嘉啓樹, Brian J Stone: "金型表面修飾への超音波縦振動研削の応用"日本機械学会論文集C編. 69-681. 243-248 (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 冨田直樹, 藤井晋一: "高速・電鋳工具製造技術の開発"日本機械学会論文集C編. 69-679. 217-223 (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 佐伯智之, 笠 優: "アモルファス電鋳工具製造技術の開発とマイクロ研削用工具への応用"2003年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. B37. 137-138 (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 森藤智亮, 吉嶺 裕: "マイクロ研削を用いたメカニカルマイクロファブリケーションシステムの開発"2003年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. A27. 47-48 (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 吉嶺裕: "マイクロ研削用工具に対する高精度・半球状ツルーイングおよびドレッシング技術の開発"2003年度精密加工学会春季大会学術講演会. I25(CDROM).