電気粘性流体の援用による砥粒挙動制御－マイクロ超音波加工に関する研究

摘要

近年，工業製品の小型化·高機能化が進hでいる．それに対応するために，部材として用いられている硬質脆性材料に対するサブミリサイズの精密加工技術への要求がますます強くなってきている．本研究では，硬質脆性材料の高精度·高能率加工が可能であるマイクロ超音波加工法を用いて，サブミリサイズの加工を行っている．これまでの研究では，電界強度に応じて見かけの粘度が変化する電気粘性流体(Electrorheological fluid，以下ER流体)を援用したマイクロ超音波加工法を提案してきた．ER流体援用マイクロ超音波加工法により，加工精度·能率が向上することを明らかにした．さらにER流体援用時の加工領域における砥粒挙動を観察し，砥粒が工具先端に集中·保持され，高精度加工が可能になることを明らかにした．マイクロ超音波加工法は，超音波振動する工具により加速された砥粒で工作物表面に衝撃を与え，微小破砕を蓄積させて加工を行う方法である(図1)．その結果，工具形状が工作物に転写されるという利点がある．本研究ではこの利点を生かし，マイクロ矩形工具を用いたマイクロ貫通溝の加工を行ってきた．しかし，加工側面は主に微小脆性破壊により生成されるため，加工側面を平滑に仕上げることは困難である．そこで本報ではER流体援用の効果を利用し，砥粒を意図的に工具側面に集中させ，研磨することを試みる．そして，加工面の平滑化の可能性について検討する．