集束イオンビームによるダイヤモンド工具の高機能化と表面機能創成への応用

使用聚焦离子束改进金刚石工具的功能及其在创建表面功能中的应用

• 批准号: 17K06108
• 负责人: 川堰 宣隆
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Toyama Industrial Technology Research and Development Center
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K06108/
• 关键词: 超精密加工; 微細加工; テクスチャ; ダイヤモンド工具; 集束イオンビーム; 超精密切削加工; 機能性表面

本研究では工具表面に微細なテクスチャを作製し、そこで発現する摩擦の低下の作用を応用することで、優れた加工特性を有する超精密加工用のダイヤモンド切削工具の作製と機能性表面創生への応用を目的とする。工具の応用化のため、マイクロレンズアレイ作製などを想定した、単結晶ダイヤモンド製のボールエンドミルへの適用について検討した。集束イオンビーム照射と熱処理を併用することで、工具すくい面に微細なテクスチャを作製した。これを用いてNiPおよびアルミニウム合金の加工実験を行い、加工特性の違いについて検討した。溝加工を行った場合、テクスチャを作製した工具で工具・被削材間の摩擦が減少し、切削力が小さくなった。これより、ボールエンドミルにおいてもテクスチャによる効果を得ることが可能なことがわかった。一方、加工面に大きな変化は見られず、テクスチャによって加工面性状を維持したまま、加工特性を改善できることがわかる。また本実験条件下においては、送り量を変化させた場合でも一様なテクスチャの効果を得ることが可能であり、送り量が小さな場合でもテクスチャが十分に加工に関与する。穴加工した場合にも同様に効果が得られ、切削力の減少量は大きくなった。またテクスチャのない工具では加工距離の増加にともない切削力が大きくなり、摩耗が進行することを示唆している。一方、テクスチャを作製した場合にその増加量は小さく、摩耗が進行しにくい。これより、これより、ボールエンドミル加工においては耐摩耗性を改善することが可能であり、テクスチャがこれらの加工に対し、有効であることがわかった。

本研究では工具表面に微細なテクスチャを作製し、そこで発現する摩擦の低下の作用を応用することで、優れた加工特性を有する超精密加工用のダイヤモンド切削工具の作製と機能性表面創生への応用を目的とする。工具の応用化のため、マイクロレンズアレイ作製などを想定した、単結晶ダイヤモンド製のボールエンドミルへの適用について検討した。集束イオンビーム照射と熱処理を併用することで、工具すくい面に微細なテクスチャを作製した。采用镍基复合材料制造镍基复合材料，加工性能优良，加工性能稳定。溝加工を行った場合、テクスチャを作製した工具で工具·被削材間の摩擦が減少し、切削力が小さくなった。これより、ボールエンドミルにおいてもテクスチャによる効果を得ることが可能なことがわかった。一方、加工面に大きな変化は見られず、テクスチャによって加工面性状を維持したまま、加工特性を改善できることがわかる。また本実験条件下においては、送り量を変化させた場合でも一様なテクスチャの効果を得ることが可能であり、送り量が小さな場合でもテクスチャが十分に加工に関与する。穴加工した場合にも同様に効果が得られ、切削力の減少量は大きくなった。またテクスチャのない工具では加工距離の増加にともない切削力が大きくなり、摩耗が進行することを示唆している。一方、テクスチャを作製した場合にその増加量は小さく、摩耗が進行しにくい。これより、これより、ボールエンドミル加工においては耐摩耗性を改善することが可能であり、テクスチャがこれらの加工に対し、有効であることがわかった。

项目成果

Micromachining of nickel phosphorus using textured diamond cutting tool

使用纹理金刚石刀具对镍磷进行微加工

• 发表时间: 2017
• 作者: (15)Takumi KAWASHIMA;Noritaka KAWASEGI;Noboru TAKANO;Noboru MORITA;Kazuhito NISHIMURA and Makoto YAMAGUCHI
• 通讯作者: Kazuhito NISHIMURA and Makoto YAMAGUCHI

Development and machining performance of textured cutting tool

织构刀具的研制及加工性能

• 发表时间: 2018
• 作者: Baris Celik;Takaaki Oiwa and Junichi Asama;Noritaka Kawasegi
• 通讯作者: Noritaka Kawasegi

Machining Performance of Textured Diamond Cutting Tool Fabricated by Focused Ion Beam and Heat Treatment

聚焦离子束热处理织构金刚石刀具的加工性能

• 发表时间: 2018
• 作者: Noritaka KAWASEGI;Takumi KAWASHIMA;Noboru MORITA;Kazuhito NISHIMURA;Makoto YAMAGUCHI and Noboru TAKANO
• 通讯作者: Makoto YAMAGUCHI and Noboru TAKANO

マイクロ・ナノテクスチャによる表面機能の発現と切削工具への応用

微/纳米纹理的表面功能表达及其在切削工具中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: 大岩孝彰，Baris Celik;朝間淳一;川堰宣隆
• 通讯作者: 川堰宣隆

集束イオンビームを用いたダイヤモンドの 微細加工と切削工具への応用

聚焦离子束金刚石微加工及其在切削工具中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: Noritaka KAWASEGI;Takumi KAWASHIMA;Noboru MORITA;Kazuhito NISHIMURA;Makoto YAMAGUCHI and Noboru TAKANO;大岩孝彰，中澤行雄,寺林賢司，朝間淳一;肥田拓也，大岩孝彰，寺林賢司，朝間淳一;川堰宣隆
• 通讯作者: 川堰宣隆