https://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/40244/files/12770
タイトル（英語と日本語）
A Study on Ductile Mode Cutting of Brittle Materials by Ultra Precision Machine Tools
超精密加工機を用いた硬脆性材料の延性モード切削加工に関する研究
ジャーナル名と発行年
2016年
最初と最後の著者
最初の著者: Kunitaka Kuriyama
最後の著者: Kunitaka Kuriyama
最初の所属機関
Graduate School of Engineering, Hiroshima University
概要
本研究は、硬脆性材料の延性モード切削加工に焦点を当てたもので、超精密加工機を用いて様々な材料特性と加工手法を調査し、延性モード切削技術の向上を目指した。研究の背景には、光学素子の高精度化や難削材の加工効率向上の必要性があり、これに対応するための新しい技術開発が行われた。
背景
近年、光学素子やマイクロデバイスの小型化と高精度化が進む中、硬脆性材料の延性モード加工の重要性が増している。従来の研削加工では能率が低く、形状転写の自由度が制限されるため、延性モード切削加工技術の開発が求められている。
方法
超精密加工機を用いた実験
延性モード加工の臨界切取り厚さの評価
定圧切込装置を用いた加工プロセスの開発
結果
硬脆性材料における延性モード切削の臨界条件を解明。
新しい難削性指数を提案し、材料特性と加工結果の関連性を検証。
定圧切込装置が安定した切削条件を提供することを確認。
議論
延性モード加工技術の実用化には、加工機の動的特性が重要であることを示した。
新しい加工方法が従来の研削加工と比較して、高効率かつ高精度な加工を実現可能であることを検証した。
過去の研究と比較した新規性
従来の研削加工を超える加工能率を実現。
材料特性に基づいた難削性評価方法を新たに導入。
限界
実用化に向けたさらなる検証と装置の汎用性向上が必要。
一部の硬脆性材料において、延性モード加工の安定性が課題として残る。
潜在的な応用
光学素子や半導体デバイスの製造における高精度加工技術としての応用。
医療機器やマイクロデバイス分野での利用可能性。
傾斜切込みプレナー切削とはなんですか？
傾斜切込みプレナー切削は、硬脆性材料の加工において、特定の切削条件下で延性モード切削を実現するために使用される加工手法の一つです。この方法は、工具の切込み深さを徐々に変化させるように設定することで、材料の延性モードと脆性モードの遷移を観察しやすくする技術です。
具体的な特徴は以下の通りです：
切込み深さの傾斜
工具が材料表面に接触する際、切込み深さを一定ではなく徐々に変化させます。これにより、同一加工条件下で異なる切込み深さを持つ加工領域を一度に生成できます。
延性モードと脆性モードの遷移点の評価
加工された材料表面を分析することで、延性モードから脆性モードへの遷移が発生する臨界切取り厚さ（切込み深さ）を明らかにすることが可能です。
硬脆性材料の評価
傾斜切込みプレナー切削は、異なる材料特性に応じた加工条件の評価や、加工の難削性指数を計算するためのデータ取得に適しています。
この方法は、硬脆性材料の加工特性を正確に把握し、延性モード切削を最適化するための重要な手法として利用されています。
