2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement on cutting performance of micro-diamond tool by plasma assisted coolant system
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15H03906
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
片平 和俊 国立研究開発法人理化学研究所, 大森素形材工学研究室, 専任研究員 (70332252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小茂鳥 潤 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30225586)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超精密加工 / 微細ダイヤモンド工具 / 大気圧低温プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，新しい表面機能制御法として注目されている大気圧低温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ことを目的としている．本研究では，大気圧プラズマジェットを加工点に対しピンポイントで照射することで，クーラント効果の促進を狙っている．当該年度は，バインダレスナノ多結晶ダイヤモンド（BL-PCD）エンドミルを用いた炭化ケイ素（SiC）ミーリング加工を行い，加工条件変化（切り込み深さ，送り速度）および加工距離の増加が加工面性状に及ぼす影響について検討するとともに，プラズマ援用クーラントの効果検証を行った．なお，実験には新規導入した高周波プラズマ発生装置（グライディングアーク放電方式）を使用した．その結果，プラズマ援用クーラントを用いることで，SiC加工面の脆性破壊の発生を大幅に抑制でき，かつ加工面粗さもRaで3nm以下という極めて高品位な加工性能を発揮することが確認できた．3年間の系統的な研究を通じて，大気圧プラズマ援用クーラントは，多彩な微細ダイヤモンド工具に適用可能であり，セラミックス等に対してナノレベル高品位加工面が得られることを実証することができた．一方，加工のフロント（工具と被加工物のナノ領域接触点）において，プラズマガスがどのように作用し工具の切れ味を維持しているのか，その機能発現メカニズムについては未だ解明できていない．また，本手法の新規アプリケーションの拡充に向けた専用システム開発の取り組みまでは至っていない．今後は，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より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ため，引き続き鋭意研究を継続する必要がある．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
