レ-ザ計測で制御された超音波メカノケミカルポイシングによる超精密加工

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1.実験装置本実験で使用した実験装置は次の5つの部分に大別できる。(1)加工部(超音波仕上げ装置):周波数・22kHz、出力・30Wmax、PZT電歪振動子、最大振幅・30μm(2)表面形状検出部(レ-ザ変位測定器):設備備品として購入。最大粗さ<0.01μm、測定範囲・160μm(3)加工圧負荷部(荷重負荷装置):釣合天秤方式、リニアモ-タ(PCに接続)で重り位置を移動(4)XY走査部(精密位置決めテ-ブル):ストロ-ク長さ(XYとも)・120mm、精度・3μm(5)制御部(パ-ソナルコンピュ-タ):設備備品として購入・PC-9801RX2、CPU(80286)・16bit(1)〜(4)を(5)で統括制御、制御及びデ-タ収録用プログラム(メインル-チン+26・サブル-チン)を開発。2.実験条件被加工剤・Si、ポリシング液・シリカ(SiO2)+NaOH(pH10)、ポリシャ・ナイロン、PTFE〔変更した条件〕超音波出力(振幅、μm):5.4、12.4、20.5、25.7、負荷時間(分):0.5、1、3、30負荷荷重(gr):50、100、200、ポリシング液のアルカリ度:pH9、10、133.実験結果(1)超音波振幅及び負荷荷重はある程度までは有効に働くが、大きすぎる負荷はかえって超音波振幅を抑える。(2)負荷時間及びポリシング液のアルカリ度を増すと、加工量は増加する。(3)ポリシャとしては、PTFEの方がナイロンに比べ、加工能率が高い。