3次元マイクロストラクチャの大面積創成システム開発

3D微结构大面积创建系统的开发

• 批准号: 09J03183
• 负责人: 盧 泳辰
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J03183/
• 关键词: 高速工具制御機構; マイクロレンズアレイ; インプロセス計測; 単結晶ダイヤモンド切削; 超精密旋盤

現在,複雑な3次元表面形状を創成する方法として,精密運動制御や精密加工用の工具の進歩により超精密切削加工が用いられている.一方,マイクロレンズアレイのような複雑な3次元微細形状の光学部品を創成する方法として,単結晶ダイヤモンド切削と高速工具制御機構を組み合わせた切削技術が使用されている.本研究はマイクロレンズアレイを大面積に加工するために位置決め分解能10nmの超精密旋盤と力センサを組み込んだ高速工具制御機構を用いて高精度の非球面マイクロレンズアレイ製作用の円筒形の金型を加工し,加工されたマイクロレンズアレイ製作用金型を用いて樹脂面にローラ転写加工によりマイクロレンズアレイ形状を短時間で大面積に創成することを目的とする.本研究では「新型高速工具制御機構の製作」を主に行った.ディスプレイ装置用光学フィルム部品の製作に必要なマイクロレンズアレイロール金型を±1%の精度で加工するためには切削加工プローブである高速工具制御機構の高い剛性が要求される.そのため,力センサを組み込んだヒンジ型高速工具制御機構開発した.工具の真後ろに取り付けた力センサにより工具に加えられた背分力を高感度でインプロセス計測検出することもできる.力センサを組み込んだヒンジ型高速工具制御機構を用いて高精度の非球面マイクロレンズアレイ製作用の円筒形の金型加工を行った結果,切り込み方向と切削方向のマイクロレンズの形状はそれぞれ±0.19%と±0.35%の精度で加工される.このようにセンサを組み込んだヒンジ型高速工具制御機構を用いることによりマイクロレンズアレイの高精度化に成功している.

Nowadays, the method of creating complex three-dimensional surface shapes is used in precision motion control and ultra-precision machining. A method for creating optical components with three-dimensional fine shapes is described. The method includes the use of single crystal cutting and high-speed tool control mechanisms. In this paper, the position resolution energy of 10nm ultra-precision rotary disk and force assembly are studied, and the high-speed tool control mechanism is used. The processing of gold patterns for production is carried out on resin surfaces, and the processing is carried out on large areas in a short time. This study is the main topic of "the manufacture of a new type of high speed tool control mechanism." High rigidity requirements for high speed tool control mechanisms required for machining precision of ±1% for manufacturing optical components for high speed tools. The development of a high speed tool control mechanism is described in detail below. The tool's rear force is measured by the tool's rear component. High precision aspheric surface for manufacturing cylindrical metal mold machining results, cutting direction and cutting direction shape change from ±0.19% to ±0.35% accuracy. The high precision of the high speed tool control mechanism is successfully applied.

项目成果

Precision Measurement of Cylinder Surface Profile on an Ultra-Precision Machine Tool

超精密机床上圆柱表面轮廓的精密测量

• 发表时间: 2009
• 期刊: MEASUREMENT SCIENCE REVIEW Vol.9, No.3
• 作者: Ayami Takata;Ryuji Oshima;Yasushi Shoji;Yoshitaka Okada;岡田真帆;岡田真帆;岡田真帆;岡田真帆;志田雅宏;志田雅宏;志田雅宏;志田雅宏;Young Jin Noh;J.C.Lee
• 通讯作者: J.C.Lee

Fast Positioning of Cutting Tool by a Voice Coil Actuator for Micro-Lens Fabrication

• DOI: 10.20965/ijat.2009.p0257
• 发表时间: 2009-05
• 期刊: Int. J. Autom. Technol.
• 作者: Y. Noh;Masayuki Nagashima;Y. Arai;W. Gao