近年, 工具の性能向上および工作機械の高機能化にともない, 加工の高速化への要求はますます高くなっている. 一方, 高速切削における加工現象については十分に解明されているとはいえない. 本研究では, 切りくず生成機構を動的に理解することを目的とし, 切りくず生成の動画撮影が可能な2次元切削可視化装置を作製した. この装置を用いて, アルミニウム合金に対し切削速度を変化させて2次元切削を行い, 切りくず生成挙動の変化を動的に観察した. そして, 切削速度が切りくず生成やせん断変形に及ぼす影響について検討した. その結果, 切削速度の増加にともないせん断角が増大し, 切削抵抗が減少するメカニズムを明らかにした.

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現在, 金属材料の表面の改善, 特にメッキ法を含む諸工程においては, 耐摩耗性, 耐焼き付き性, 離型性および耐食性などの向上を目的とした硬質クロムメッキが実施されている. しかし, それらのメッキ工程において発生する廃液の処理が地球環境保護の立場より問題となっており, 近い将来その改善が求められることは必至である. 本研究では, その改善策を追求するためにドライブラスト加工法の適用を検討するもので, 本報においては, まずスケール用金属材料に一般的に用いられているマルテンサイト系ステンレス鋼 (SUS420J2) の表面性状に及ぼす噴射条件 (噴射圧力, 噴射量, 噴射時間) の影響を検討した. その結果, 加工面の仕上面粗さが同等であっても噴射条件の相違により, 光沢度が異なることが明らかになった.

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本研究では, エレクトロスプレーデポジション (ESD) 法を用いて絶縁性高分子フィルム表面にナノ・マイクロスケールの構造をもつ有機/無機ハイブリッドコート層を作製した. ここでは, コート液としてアクリル樹脂/シリカゾル混合溶液を使用し, コート液中のシリカゾル混合比とコート層に形成されるナノ・マイクロ構造との相関について検討した. 走査電子顕微鏡を用いたコート層の表面構造観察の結果, ESD法によりフィルム表面にナノ・マイクロスケールの繊維状コート層の形成が確認された. 繊維径はシリカゾル混合比の増加に伴って減少し, 600nm～4.4μmの範囲で制御が可能であった. また, エネルギー分散型X線分析により, シリカゾルはコート層の繊維構造中に分散していることが明らかになった.

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天体望遠鏡の大口径ミラー加工における加工期間とコストを低減し, 形状精度と表面粗さを向上させる目的で, 直径300mmの低熱膨張ガラスセラミックス (クリアセラム) 製球面ミラーの超精密ELID研削加工を検討した. 形状精度は更なる改善が必要であるものの, ELID研削加工条件の最適化, さらには機上計測と補正加工により, 天体望遠鏡用クリアセラム製大口径ミラーの超精密ELID研削加工の可能性が示唆された.

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本研究においては, 歯冠修復物の仕上げ研磨加工を目的としたダイヤモンド砥石を製作し, 歯科用硬質レジン材料の研磨実験を行った. その結果, 臨床で必要とされる0.05μmRa以下の表面粗さを得ることができた.

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超精密非球面加工機に取り付けた斜軸砥石回転軸を利用した超精密研削加工法に対して, 超精密研削法の1つであるELID研削法を複合させた小径非球面レンズ金型加工法を検討した. 高剛性の小径工具を安定して用いることのできるELIDマイクロ研削法と, 砥石摩耗が形状誤差に及ぼす影響を低減できる3軸同時制御による斜軸砥石加工に焦点を当てた. その結果, 形状精度および面精度ともに良好な超精密ELIDマイクロ研削加工を行うことができた.

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