微小物体輸送におけるトライボロジ特性を考慮したダイナミクスの解明

考虑小物体运输中摩擦学特性的动力学阐明

基本信息

批准号：
18760174
负责人：
三谷篤史
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Sapporo City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に購入したユニバーサル顕微鏡を用いて,フィーダ表面およびマイクロパーツ表面をモデル化した。顕微鏡による撮影画像を,画像解析により断面形状を離散データ化し近似する方法を適用した。ここでは,微小物体表面に存在する凸部が半球型であると仮定してモデル化した。フィーダ表面が完全なのこぎり歯であると仮定してシミュレーションを行い,実験結果と比較した。その結果,より複雑なモデルによる近似が必要であることが分かった。また,微小物体の摩擦角を計測することにより,凝着力を検証した。ここでは,仰角を20 deg,ピッチを0.01,0.02,\…0.1mmとしたフィーダ表面を用いて,湿度を変化させた場合の摩擦角を計測した。なお,湿度は40,50,60,70%とした。さらに,湿度が輸送におよぼす影響を実験により検証し,湿度60%において最も高速な輸送が実現できた。これらの結果について,一般的な工場の湿度が作業効率の観点から55?65%に設定されていることから鑑みれば,本実験結果は妥当性の高いものである。一方,フィーダ表面を顕微鏡で観察したところ,フィーダ表面形状は非対称三角波形状をしていることが分かった。すなわち,フィーダ表面は完全なのこぎり歯形状である必要はなく,非対称形状を有していれば対称平面振動による一方向輸送が可能であると考えられる。そこで,フィーダ表面の加工法として,フェムト秒ダブルパルス加工法の適用を検討した。第1パルスによる材料の蒸散と同時に,第2パルスを照射し蒸発粒子を再加熱することで,反跳力は第2パルスの入射角方向にシフトする。これらの作用を利用して非対称表面を加工した。なお,フィーダの材料はステンレスである。ここでは,得られた加工表面を原子間力顕微鏡により計測し,Duty比35%の非対称性が確認された。また,輸送実験を行うことにより,これら加工法の適用可能性を示した。

使用上一年购买的通用显微镜，对馈线和显微镜表面的表面进行了建模。应用了将显微镜成像将显微镜成像为细分数据的细分形状来想象的方法。在这里，假设微体表面上的凸部分是半球形的。假设馈线表面是完整的锯齿，并与实验结果进行了比较，则进行了模拟。结果，发现需要更复杂的模型。另外，通过测量小物体的摩擦角来验证拧紧力。在这里，使用湿度时的摩擦角，使用馈线表面为0.01,0.02，\ ... 0.1 mm的喇叭角，0.01,0.02，\ ... 0.1 mm。湿度为40,50,60,70％。此外，实验验证了湿度在运输中的影响，并且在60％的湿度中实现了最高的运输。就这些结果而言，鉴于从工作效率的角度来看，一般工厂的湿度设置为55％至65％，该实验结果是高度有效的。另一方面，使用显微镜观察进料器表面表明馈线表面具有不对称的三角波形。也就是说，馈线表面不需要完整的锯一次，如果它具有不对称的形状，则认为可以通过对称平面振动来运输一个路。因此，作为一种速度表面处理方法，考虑了fem的第二双脉冲处理方法的应用。同时，通过第一个脉冲蒸发材料，抗强力通过照射第二个脉冲并重新加热蒸发颗粒，以第二脉冲的入射角移动。使用这些动作处理不对称表面。馈线的材料是不锈钢。在这里，通过原子力显微镜测量了所获得的加工表面，与35％的不对称性相比，占用税。另外，通过进行运输实验，指出了这些处理方法的应用。