【研究分野】生産工学・加工学

【研究領域課題番号】17H01240 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

微細塑性加工 / 微細切削加工 / 微細金型 / ホットプレス / トランスファープリンティング / 金微細構造 / 光学機能 / SERS / リフトオフ / SERS基板 / 電磁場解析 / ラマン分析 / 超微細加工 / インプリント法 / 微細金属素子 / 自己組織化 / 光学特性 / 微細エンボス加工 / リフトオフ法 / 分子センサー / ナノインプリント法 / 赤外プラズモンセンサー / SERS効果 / 超微細塑性加工 / インプリント / 冷間接合 / 微細共振素子 / 吸収スペクトル / センサー

【研究成果の概要】

本研究では、機械的加工法である微細塑性加工および微細切削加工によりサブμmサイズの微細構造を有する金型を加工し、その金型からホットプレスによりプラスチックモールドを効率的に作製する手法を確立した。さらにトランスファープリンティング法によりそのプラスチックモールドから超微細金属素子を低コストで効率的に製造できることを示した。次いで、微細塑性加工で作製した微細菱形金薄膜構造に生じる光学的機能を明らかにするため、数値解析および実験によりSERS効果を検討した。これにより機械的微細加工技術による光機能デバイス開発の可能性を示した。

【研究の社会的意義】

多様な素材に適用できる機械的加工法による超微細加工特性を明らかにし、加工学に関わる多くの学術的、実用的知見を得た。特に硬脆材料の延性モード切削加工や微細金属接合に関する様々な知見は精密加工技術の発展に寄与すると期待される。またガラスや金属に機械的微細加工を施すことにより光学機能性を創出出来ることを実証した。これらの微細加工技術は一般的な精密加工技術の延長にあるため、比較的少ない投資で導入可能と考えられる。また低コストで安定的に供給される汎用素材から高機能材料や高機能デバイスなど付加価値の高い製品を製造できるため、新たなビジネスモデルの開発や異業種交流に繋がることが期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)

【研究分野】生産工学・加工学

【研究領域課題番号】26249007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超微細塑性加工 / 自己組織化 / 微細金属素子 / 光学機能材料 / 製造プロセス / 微細切削加工 / 熱ナノインプリント / 超微細加工 / 金属ナノドットアレイ / 熱デウェッティング / 製造技術 / 光メタマテリアル / プラスチックフィルム / 微細素子 / 機能表面 / 生産工学

【研究成果の概要】

本研究は、石英ガラス基板上にサブμmサイズの微細金属素子を製造するための低コストで効率的な加工技術の開発を目指した。このためにまず微細切削加工実験と微細塑性加工が行える微細複合機械加工装置を開発し、また単結晶ダイヤモンド製微細型工具を開発し、その加工特性を明らかにした。さらに微細機械加工と焼鈍による自己組織化により、金属ナノドットアレイや二重ナノロッドアレイなど特異な光学特性を有する微細金属素子を作製出来ることを示した。さらに母型に加工した微細構造を熱ナノインプリント法でプラスチック膜に転写し、それを用いたケミカルスタンプ法を提案し、金属微細素子の効率的製造法の可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】37,570千円 (直接経費: 28,900千円、間接経費: 8,670千円)