H21　超硬合金マイクロレンズアレイ金型に対する高速ナノメーター切削加工技術の開発

 

概要

本プロジェクトでは、超硬合金製マイクロレンズアレイ金型を創製するため、加工技術開発を実施した。高硬度なPCD製特殊工具を開発し、超硬合金に対するナノ加工を実現する。

 

 

連携

福岡工業大学　次世代マイクロ／ナノ金型開発センター

 

 

結果

1. 超硬合金製マイクロレンズアレイ金型加工用ＰＣＤ製特殊工具の開発

高剛性・高精度工具成形装置の開発し、φ0.1ｍｍ以下のレンズ形状を複数持つ超硬合金製マイクロレンズアレイ金型加工用に工具先端半径が0.4ｍｍのＰＣＤ製マイクロボールエンドミルを製作し、これに平坦化ツルーイングを施した

 

工具先端半径が0.4ｍｍのＰＣＤ製特殊工具

2. 超硬合金製に対する微細切削加工による超硬合金製マイクロレンズアレイ金型の試作

スピンドルの振れを解消するために、当社は、「１-１　高剛性・高精度工具成形装置の開発」にて開発した工具成形装置を超硬合金製マイクロレンズアレイ金型加工用に導入したＪＴＥＫＴ製超精密自由曲面加工機ＡＨＮ15-3Ｄに搭載し、加工機の工具側スピンドルにチャッキングした状態で、ＰＣＤ製特殊工具の仕上げ成形加工を行った。

 

試作した超硬合金製マイクロレンズアレイ金型

 

超精密自由曲面加工機ＡＨＮ15-3Ｄ及び
超硬合金製マイクロレンズアレイ金型加工条件

 

最終的な本研究の試作品としては、表に示すとおり、形状精度は70.5ｎｍＰＶ、表面粗さは40.5ｎｍＲｚ、レンズ間のピッチ精度は累積でも0.1µｍ以下と、表面粗さのみ達成することができなかった。今後も福岡工業大学と工具成形装置の開発を継続して進めていく。