天田財団_助成研究成果報告書2024
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1.研究の目的と背景2.実験方法 ・■■■粉末を用いた■■■による放電加工用電極の作製放電加工用の電極として最も活用されている■■粉末ff平均粒径■μ■■を主原料としたペレットを用いて金型での成形を実施した。■■■用金型としては■■■■■を用い、■ ×■■■■■の範囲内に直径および深さ■■■■■、テーパ角■°の穴を■■■■■の等間隔で正三角配列に加工したもの(■■■金型■)と、直径■■ ■■、深さ■■  ■■、テーパ角■°の穴を■■ ■■■の等間隔で正三角配列に加工したもの(■■■金型■)を用意し(図2)、凸形状の直径、高さおよび間隔による撥水性の違いを検証した。また射出成形機には■■■■■■製■■ ■■■■(図3)を使用し、表1に示す条件で成形を行った。また、射出成形後は真空脱脂焼結炉、島津産機システムズ製■■■■■(図4)を使用し、成形体の脱脂焼結を行い、■■■電極を作製した。脱脂時には窒素ff■ ■減圧雰囲気、焼結時には真空雰囲気、アルゴンff■■■大気圧、■■加圧雰囲気においてそれぞれ処理を行った。 ・ ■■■電極による■■■成形用金型の作製作製した■■■電極を治具に取り付け、表2に示す条件で放電加工を行い、■■■成形用金型を得た。放電加工機には三菱電機製■■■■■(図5)を使用し、金型材はプラスチック成形用金型材として用いられる■■■■■■を用いた。 ・■樹脂製■■■の成形放電加工によって得られた■■■成形用金型を使用して表3に示す条件で樹脂製■■■の成形を実施した。成形機には ・■の■■■の射出成形と同じく、■■■■■■製■■ ■■■■(図2)を使用し、成形材料には微細形状部での離形性を考慮し、ポリエチレンff■■■を用いた。キーワード:金属粉末射出成形(■■■),放電加工,マイクロピラーアレイマイクロピラーアレイff■■■■とは、多数の凸形状が狭ピッチで隣接、集合する構造であり、マイクロチップ上で行う「マイクロ化学分析システム」の分離媒体として利用されているほか、近年では超撥水表面の構造体として注目されている。■■■は機能性ゆえ、凸形状が狭ピッチで隣接する必要があり、シリコンや■■■■をはじめとする材料に対してフォトリソグラフィ、エッチングや■■■等による加工技術を用いて製造されているが、環境整備やコストの増大が課題となっている。これらの課題を解決すべく本研究では、■■■によって狭ピッチの微細凸形状を有する放電加工用電極を作製し、その電極を用いて■■■等の金型材に放電加工することにより一度に多数の微細穴を加工する方法およびその金型を用いた成形技術について述べる。■■■とは金属粉末射出成形技術(■■■■■■■■■■■■■■■■■■■)であり、金属粉末とバインダ樹脂を混合したものを金型内に射出成形したものを脱脂・焼結することで比較的複雑な形状を持つ金属部品を製造する技術である1)。■■■は脱脂焼結工程において、バインダ樹脂の昇華や金属粉末どうしの振動や摩擦による接合が発生することで、一定割合の収縮が発生する。これを利用すれば機械加工では困難な微細形状を有する電極を作製することが可能となり、この電極を用いて放電加工を行えば、より微細な形状を有する■■■成形用金型を得ることができる。ゆえに、この金型を用いる成形品も同様に微細な形状を有するものが成形可能であることから、■■■の高機能化、高精度化も期待できる。さらに、工具摩耗や工具折損による形状精度の低下も防ぐことが可能であり、従来の■■■製造技術であるフォトリソグラフィやエッチングと比較して加工にかかるコストの大幅な低減も見込める。したがって、■■■を低コストかつ高精度に成形可能な量産化技術を開発することを目的とした。図1は本研究で開発する■■■製造工程の模式図である。このように①■■■用金型の加工、②銅ff■■■粉末を用いた■■■成形、③■■■成形体の脱脂焼結による放電加工用電極ff■■■電極■の作製、④■■■電極を用いた金型材への放電加工による■■■成形用金型の作製、⑤金型を用いた樹脂製■■■の成形という■つの工程を経て製造した。福岡県工業技術センター機械電子研究所( ■ ■年度一般研究開発助成■■■ ■ ■■■■■■■)研究員在川功一図1本研究で開発した■■■製造工程− 108 −■■■電極を用いた低コストマイクロピラーアレイ金型加工技術ならびに成形技術の開発

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