− 20 −塑性加工塑性加工AF-2015011一般研究開発助成AF-2015012一般研究開発助成塑性加工プロセスにより材料中に形成される残留応力の測定弾性率，マイクロメカニックス，集合組織mtane@sanken.osaka-u.ac.jp低侵襲手術用医療機器，ロボットハンド単結晶シリコン薄膜，高温パンチクリープ，触覚センサisono@kobe-u.ac.jp大阪大学 産業科学研究所准教授神戸大学 大学院工学研究科教授多根 正和磯野 吉正格子ひずみ測定による残留応力評価のための新規なX線的弾性率決定手法の構築マイクロ単結晶Si薄膜の高温クリープ成形技術による 低侵襲手術用三次元ドーム型触覚センサの開発多結晶の弾性率から多結晶内の結晶粒の結晶配向性、結晶粒の形状および結晶粒間の弾性相互作用を考慮して単結晶の弾性率を決定することが可能なinverse Self-consistent (iSC) 近似を構築した。さらに、従来のinverse Voigt-Reuss-Hill (iVRH) 近似を発展させ、六方晶系以外の結晶構造を有する単結晶の弾性率の決定にも適用可能なiVRH近似の構築を行った。加えて、iSC 近似およびiVRH近似を一方向凝固によって作製された純銅多結晶および押出加工を施した純Mg多結晶に適用し、単結晶弾性率の決定精度を明らかにすることで、構築した手法の有効性を実証した。さらに、新たに考案したiSC近似とSelf-consistent法を組み合わせることにより、集合組織を有する多結晶材料に対してX線的弾性率を決定する方法を構築した。本研究では、MEMS技術と高温クリープ成形加工とを融合したSi薄膜の立体成形技術の新開発することで、ガイドワイヤ先端に設置可能な低侵襲手術用単結晶Si薄膜製ドーム型マイクロ触覚センサの開発を試みる。具体的には、単結晶Si構造体の極小化に伴って顕著に現れる高温クリープ変形挙動の特異性を積極的に活用して、既存のMEMS技術では困難であった単結晶Si薄膜の3次元成形加工に挑戦し、マイクロ触覚センサを新開発した。結果として、高温クリープ成形シミュレーションに必須となる、マイクロ厚さのSi薄膜((100)表面)の高温クリープ特性を逆解析的に定量評価することに成功した。これにより、センサ構造の成形シミュレーションが可能となり、成形後のセンサ寸法形状の予測精度が飛躍的に向上した。また、クリープ成形後のセンサ構造体への樹脂充填プロセスを確立することで、Si薄膜製ドーム型マイクロ触覚センサの開発に成功した。
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