マイクロ・ナノマシニングにおける加速度と振動の有効性

微/纳米加工中加速度和振动的有效性

基本信息

批准号：
15760074
负责人：
清水淳
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760074/
关键词：
切削加速度振動分子動力学塑性変形加工変質層

项目摘要

本研究は、nm〜数十nmの振幅で、かつ従来用いられてきた数十kHzの周波数を超える領域の振動、つまり超高加速度ないし超高周波微小振動をマイクロ・ナノ加工に適用し、おもに延性を呈する材料について塑性変形を抑制すること、および接触時間を低減させ、熱応力や工具摩耗の原因となる摩擦熱の発生を抑制すること、さらにはそれらの加工メカニズムを解明することを目的とする。平成16年度は、(1)超高周波数微小振動を利用したμmオーダの電子顕微鏡内微小切削実験、および(2)3次元分子動力学シミュレーションモデルを構築し、それを用いて超高周波数微小振動援用切削に対する検討を行なった。得られた成果を以下に示す。1 振動工具の振動振幅のSEM観察により確認した上で、数種類の振動周波数・振幅の組み合わせにおいて、超高周波数微小振動援用切削実験を行なった。2 振動を付加させた加工実験において、最大振動速度が切削速度に比べ十分大きく、周期的に切削と非接触の状態を有する場合、慣用切削に比べて切りくずが細かく分断し円滑に排出されること、また、低速切削であっても、工具の上すべりが抑制され、慣用切削に比べて小さい切込み深さでの加工も可能になることを明らかにした。2 3次元分子動力学シミュレーションにより、振動を付加させた加工において、最大振動速度が切削速度に比べ十分大きく、周期的に切削と非接触の状態を有する場合、慣用切削に比べて塑性変形および切削抵抗の低減といった、2次元シミュレーションにおいて判明した効果に加え、バリの低減や切削痕形状の安定化にも効果があることを明らかにした。

This research aims to apply vibrations in the range of amplitudes from nm to several tens of nm and beyond the frequency of several tens of kHz, which have been used in conventional applications, that is, ultra-high acceleration or ultra-high frequency micro-vibration, to micro-nanomachining, to suppress plastic deformation for materials that exhibit mainly ductility, to reduce contact time, to suppress the generation of frictional heat, which引起热应力和工具磨损，并进一步阐明它们的处理机制。在2004年，（1）使用超高频率微振动在电子显微镜中在电子显微镜中进行了微重取实验，并且（2）构建了3D分子动力学模拟模型，并使用该模型用于研究使用超高频率微振动的切割。获得的结果如下所示。 1通过SEM观察确认振动工具的振动幅度后，进行了超高频率微振动辅助切割实验，以进行多种振动频率和振幅的组合。 2在加工实验中，添加了振动，据揭示，与切割速度相比，最大振动速度足够大，并且切割在定期非接触速度上时，与常规切割相比，芯片分裂并平稳地放电。此外，即使切割缓慢，该工具的滑动也会被抑制，并且可以比传统切割更小的切割深度进行加工。 2. Three-dimensional molecular dynamics simulation revealed that when the maximum vibration speed is sufficiently larger than the cutting speed in machining with vibration added, and when the maximum vibration speed is sufficiently large and the cutting is non-contact with the cutting periodically, it is effective in reducing plastic deformation and cutting resistance compared to conventional cutting, as well as reducing burrs and stabilizing the cutting mark shape.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

清水淳, 江田弘, 周立波: "すべり摩擦・摩耗構の分子動力学解析-ゼロ摩耗-摩耗遷移領域の挙動-"トライボロジスト. 48・9. 741-751 (2003)

Jun Shimizu、Hiroshi Eda、周立波：“滑动摩擦/磨损结构的分子动力学分析 - 零磨损行为 - 磨损过渡区域 -”摩擦学家 48・9（2003）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Molecular Dynamics Simulation on Flattening Process of a High-Temperature and High-Speed Droplet

高温高速液滴扁平化过程的分子动力学模拟

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proc.Int.Thermal Spray Conf., (ITSC'2004), Osaka (CD-ROM)
影响因子：
0
作者：
J.Shimizu;E.Ohmura;Y.Kobayashi;S.Kiyoshima;H.Eda
通讯作者：
H.Eda

マイクロ・ナノトライボロジーにおける分子動力学シミュレーションの適用

分子动力学模拟在微纳摩擦学中的应用

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
トライボロジスト 49・6
影响因子：
0
作者：
江田弘;清水淳
通讯作者：
清水淳

Simulation on Effect of Ultra High-Frequency Vibration for Nanomachining

超高频振动对纳米加工影响的模拟

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proc.of the 4th euspen Int.Conf., Glasgow, UK
影响因子：
0
作者：
J.Shimizu;H.Tanaka;L.Zhou;H.Eda
通讯作者：
H.Eda

Application of Molecular Dynamics Simulation in Micro/Nano Tribology

分子动力学模拟在微纳摩擦学中的应用

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Japanese J.of Tribology 49・3
影响因子：
0
作者：
H.Eda;J.Shimizu
通讯作者：
J.Shimizu

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清水淳其他文献

Influence of Temporal Pulse Shape on Second Harmonic Generation

时间脉冲形状对二次谐波产生的影响

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Tran.Japan Soc.Mech.Eng., Ser.C 70-697
影响因子：
0
作者：
Etsuji Ohmura;Kazufumi Nomura;Takeshi Monodane;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;植木章太;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;宮本勇;K.Nomura et al.;T.Sano et al.;J.Shimizu et al.;E.Ohmura et al.;K.Yamamoto et al.;K.Nomura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;M.Kumagai et al.;S.Ueki et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura;E.Ohmura;E.Ohmura;I.Miyamoto et al.;Etsuji Ohmura;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;大村悦二;野村泰光;Kazufumi Nomura;植木章太;清水淳;Tomokazu Sano;大村悦二;Tomohiro Okamoto;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;山本幸司;野口暁;Etsuji Ohmura;佐野智一;山本幸司;J.Shimizu et al.;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;T.Okamoto et al.;T.Sano et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;S.Noguchi et al.;Y.Nomura et al.;T.Monodane et al.;E.Ohmura et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;Tomokazu Sano;野口暁;山本幸司;清水淳;佐野智一;大村悦二;大村悦二;大村悦二;野村和史;Etsuji Ohmura;Jun Shimizu;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;Etsuji Ohmura;Koji Yamamoto;大村悦二;大村悦二;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura et al.
通讯作者：
E.Ohmura et al.

Chromium Thin Film Ablartion with Double Pulse of Femtosecond Laser

飞秒激光双脉冲烧蚀铬薄膜

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of ICALEO2004 (CD-ROM)
影响因子：
0
作者：
Etsuji Ohmura;Kazufumi Nomura;Takeshi Monodane;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;植木章太;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;宮本勇;K.Nomura et al.;T.Sano et al.;J.Shimizu et al.;E.Ohmura et al.;K.Yamamoto et al.;K.Nomura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;M.Kumagai et al.;S.Ueki et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura;E.Ohmura;E.Ohmura;I.Miyamoto et al.;Etsuji Ohmura;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;大村悦二;野村泰光;Kazufumi Nomura;植木章太;清水淳;Tomokazu Sano;大村悦二;Tomohiro Okamoto;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;山本幸司;野口暁;Etsuji Ohmura;佐野智一;山本幸司;J.Shimizu et al.;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;T.Okamoto et al.;T.Sano et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;S.Noguchi et al.;Y.Nomura et al.;T.Monodane et al.;E.Ohmura et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;Tomokazu Sano;野口暁;山本幸司;清水淳;佐野智一;大村悦二;大村悦二;大村悦二;野村和史;Etsuji Ohmura;Jun Shimizu;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;Etsuji Ohmura;Koji Yamamoto;大村悦二;大村悦二;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;J.Shimizu et al.;T.Sano et al.;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura;E.Ohmura;Tomohiro Okamoto;Etsuji Ohmura;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;Etsuji Ohmura
通讯作者：
Etsuji Ohmura

KH_2PO_4結晶により発生する第二高調波のビームプロファイル解析

KH_2PO_4晶体产生的二次谐波的光束轮廓分析

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
日本機械学会論文集,C編 70-697
影响因子：
0
作者：
Etsuji Ohmura;Kazufumi Nomura;Takeshi Monodane;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;植木章太;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;宮本勇;K.Nomura et al.;T.Sano et al.;J.Shimizu et al.;E.Ohmura et al.;K.Yamamoto et al.;K.Nomura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;M.Kumagai et al.;S.Ueki et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura;E.Ohmura;E.Ohmura;I.Miyamoto et al.;Etsuji Ohmura;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;大村悦二;野村泰光;Kazufumi Nomura;植木章太;清水淳;Tomokazu Sano;大村悦二;Tomohiro Okamoto;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;山本幸司;野口暁;Etsuji Ohmura;佐野智一;山本幸司;J.Shimizu et al.;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;T.Okamoto et al.;T.Sano et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;S.Noguchi et al.;Y.Nomura et al.;T.Monodane et al.;E.Ohmura et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;Tomokazu Sano;野口暁;山本幸司;清水淳;佐野智一;大村悦二
通讯作者：
大村悦二

Laser Scribing of Glass

玻璃激光划片

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J.Japan Soc.Laser Tech. 30-3, 4
影响因子：
0
作者：
Etsuji Ohmura;Kazufumi Nomura;Takeshi Monodane;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;植木章太;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;大村悦二;宮本勇;K.Nomura et al.;T.Sano et al.;J.Shimizu et al.;E.Ohmura et al.;K.Yamamoto et al.;K.Nomura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;K.Nomura et al.;E.Ohmura et al.;M.Kumagai et al.;S.Ueki et al.;E.Ohmura et al.;E.Ohmura;E.Ohmura;E.Ohmura;I.Miyamoto et al.;Etsuji Ohmura;Masayoshi Kumagai;Etsuji Ohmura;大村悦二;野村泰光;Kazufumi Nomura;植木章太;清水淳;Tomokazu Sano;大村悦二;Tomohiro Okamoto;Tomokazu Sano;Tomokazu Sano;山本幸司;野口暁;Etsuji Ohmura;佐野智一;山本幸司;J.Shimizu et al.;T.Sano et al.;E.Ohmura et al.;T.Okamoto et al.;T.Sano et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.;S.Noguchi et al.;Y.Nomura et al.;T.Monodane et al.;E.Ohmura et al.;T.Sano et al.;K.Yamamoto et al.
通讯作者：
K.Yamamoto et al.