High precision texturing of micro shape with ultrasonic vibration assisted indentation

超声波振动辅助压痕对微形状进行高精度纹理化

• 批准号: 20H02486
• 负责人: 鈴木 浩文
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02486/
• 关键词: 超音波援用インデンテーション; アモルファス金属; 無電解Ni-P; ダイヤモンド圧子; テキスチャリング; 形状転写性; 表面粗さ; バリ; ナノインデンテーション; 超音波振動援用; 微細形状; 超音波振動; インデンテーション; 微細加工; レーザ加工; 形状精度; 超音波援用インデンテーション; アモルファス金属; 無電解Ni-P; ダイヤモンド圧子; テキスチャリング; 形状転写性; 表面粗さ; バリ; ナノインデンテーション; 超音波振動援用; 微細形状; 超音波振動; インデンテーション; 微細加工; レーザ加工; 形状精度

表面にナノ・マイクロメータレベルの微細パターンを創成するテキスチャリングのニーズが増大し，光学レンズの回折効果の付加・色消し効果の付加，歯科用Tiインプラントの生体細胞融合性の向上，表示パネルの反射防止機能の付加，ソーラパネルの吸収率の向上，撥水性の向上など様々な効果が期待されている．従来は切削加工などの除去加工で実施されているが，効率の悪い，量産性が劣るなど実用化に大きな課題が有る．そこで変形加工である「ナノインデンテーション」に着目し，レーザ加工を応用した単結晶ダイヤモンド等のマイクロインデンテータ（圧子）を創成し，超音波振動援用のナノインデンテーションシステムを開発し，超音波振動を付加することによる無電解Ni-Pなどのアモルファス金属材料の高精度・高能率塑性変形メカニズムを解明し，加工条件を最適化する．最後に，微細で構造的な超精密形状の創成の高精度・高能率加工を実現した．これまで，パルス・ファイバーレーザとレーザ集光光学系を，既存の４軸制御・超精密加工機（同時４軸制御）に搭載し，加工機上で工具を微細加工できるレーザ光スキャンシステムを構築し，微細なダイヤモンド圧子を試作に成功した．また，超音波振動の振動挙動を解析し，超音波援用インデンテーションシステムを構築した．円錐形状および角錐形状のアレイ金型を高能率に製作することができた．この金型を用いて樹脂製のマイクロアレイパネルを成形することができた．こうして試作したテキスチャリングパネルにおける，Tiインプラントに対する骨肉細胞の親和性，海洋生物の付着防止性などの生体親和性に与える影響について，光学的反射特性および吸収特性に対する効果について評価し，テキスチャリングの効果について一定の効果を示すことができた．

需要在表面上创建纳米光度计的纹理级别的细模式的需求正在增加，预计会增加各种效果，包括添加衍射和光透镜的可取效应，牙齿Ti植入物的生物细胞融合的改善，添加抗反应功能的抗反应功能，展示面板的抗反应功能，改善了Solareption of Solareption of Solareption Panels of Replels of Replels of Replel of Replel offell of Replel offell offell of the Replels of the Replel of the Replel of the Replel of the Replel of the Replel。尽管从传统上进行了拆除处理，例如切割处理，但实际应用中存在主要问题，例如效率低下和批量生产差。 Therefore, focusing on "nanoindentation," a deformation processing, we created microindenters (indenters) such as single crystal diamonds that apply laser processing, developed nanoindentation systems assisted by ultrasonic vibration, and elucidated the high-precision, high-efficiency plastic deformation mechanism of amorphous metal materials such as electroless Ni-P by adding ultrasonic vibration, and optimized processing 状况。最后，我们已经实现了高精度和高效的加工，以创建精细的，结构，超精确的形状。到目前为止，现有的四轴控制和超精确的加工机器（同时进行4轴控制）已经安装了脉冲纤维激光和激光冷凝光学系统，并且已经构建了激光灯光扫描系统，构建了激光灯光扫描系统，允许在机器上加工好工具，并成功地生产了精美的diamond Indortestementers of Finemond Indondenterser。此外，分析了超声波振动的振动行为，并构建了超声波辅助凹痕系统。具有锥形形状和金字塔形状的阵列模具以高效率产生。使用此模具，可以模制树脂微阵列面板。评估了纹理面板的影响对生物疗法的影响，例如骨糖细胞对Ti植入物的亲和力和预防海洋生物的粘附以及对光学反射率和吸收特性的影响，并显示出一定的纹理作用。