研究開発された技術紹介

本研究開発では、刃先先端Rを10nm未満、シングルナノメートルにする超微細加工技術を開発するとともに、切断に最適な刃先形状、角度や表面粗さ等を開発する。加えてゴミが発生しない切断工程の工法が確立できれば製造現場の負担軽減にも繋がるとともに、環境にもやさしい製造現場を実現できる。

・斜めカットの低減と切断面の品位向上を実現できる刃物の開発
-刃先の尖りを追求するために、刃先の研磨に優れた超高番手の特殊砥石やその砥石を使用可能な超精密機械装置を開発。
-切断に最適な刃物の素材、超硬合金を開発。
・数値シミュレーションによる切断現象のキープロセス解明とモデル化
-切断に最適な刃先形状を開発するため、分子動力学や有限要素法等の計算力学手法を用いて切断シミュレーションを行った。
-切断する際の刃物や被切断物の挙動をシミュレーションして試作仕様を決定した。
・微細加工製品表面を1nmの分解能で開発するSEM高分解能観察技術の開発
-試作仕様で決定した刃物を製作・品質管理を行う上で、刃先の先端を計測する技術が非常に重要となる。そこで、刃先のエッジをナノメートルレベルで計測できる技術を開発した。

・斜めカットの低減と切断面の品位向上を実現する刃物の開発
-刃先先端をR10nm以下で安定的に研磨できる超精密機械装置を開発。
-摩擦抵抗が低い超硬合金素材を開発し、斜めカットの低減に最適化。
-刃先先端形状を安定的に研磨できる新しい砥石を開発。
・数値シミュレーションによる切断プロセスの解明とモデル化
-分子動力学(MD)で刃に生じる摩擦力を解明。
-有限要素法(FEM)で刃の弾性変形と応力場を明確化。
-Peridynamics(PD)を用いたモデル化も試み、MDとFEMでの検討が最適と結論。
・微細加工製品表面のSEM高分解能観察技術の開発
-高バイアス電圧下で電場安定板を設置し、1nm以下の高分解能観察技術を確立。
-観察領域の汎用化を図る耐電圧型電動治具を開発し、高精度な試料誘導を確認。

・外部の特許事務所と緊密に連携して、知的財産の戦略的な創造、知的財産の適切な保護、知的財産の積極的活用を柱にした知財ポリシーを策定し、社内で知的財産構築を進めている。

刃先先端をシングルナノメートルレベルにする超微細加工技術で高精度な切断が求められる場面での利用。

技術打ち合わせを実施し、具体的な技術検討を進めている。また、SDGsに配慮した製造プロセスの改善が評価され、展示会への参加を通じて認知度向上と新規顧客獲得を図っている。

・刃先先端をシングルナノメートルレベルにする超微細加工技術を開発。斜めカットを低減し、切断面の品位向上を実現することで、製品品質の向上に貢献する。
・摩擦抵抗を低減した新しい超硬合金素材と、刃先形状を最適化した設計により、刃物の耐チッピング性と耐摩耗性を強化。長期間の使用でも高い性能を維持する。
・切断工程の工法転換により、材料ロスの削減、水の使用量削減、工場排水の削減を実現。SDGsに配慮した環境にやさしい製造プロセスを提案する。
・市販のアクチュエータを採用することで、研究開発コストの削減を達成し、経済的な製品化が可能となった。

・刃先先端Rをシングルナノメートルにする技術や、斜めカットを低減し切断面の品位を向上させる技術を開発したことで、競争優位性が確保されている。特に、低摩擦の超硬合金と最適な刃物仕様の組み合わせにより、量産工程での顧客ニーズに合致する技術が提供可能である。

・刃物の耐久性の確保
・環境に配慮した技術推進
・展示会での認知度向上と事業拡大

今後は販売及びメンテナンスまでの委託を視野に入れた事業活動を希望しており、国内外のメーカーとのコラボレーションを模索中である。