難加工への挑戦－高難易度加工＆難削材切削加工技術：楕円振動切削による硬脆材料の超精密微細溝加工

摘要

近年、DVDなどのピックアップレンズや液晶用導光板、光導波路などの電子工学デバイス、マイクロリアクタやバイオチップ用のマイクロ流路など、広い分野にわたって精密かつ微細な加工を必要とする部品が増加している。 これらの部品やその量産のための金型には硬脆材料が使用されるため、従来、研削·研磨が適用されるが、シャープエッジを含むような精密微細溝加工には砥粒加工を適用することができないため、超精密ダイヤモンド切削が適用されている。 ただし、ほとんどの硬脆材料に対して通常のダイヤモンド切削を適用することは困難であり、工具摩耗や被削材の脆性破壊等の問題を生じる。 これに対して筆者らは、特に難削材料に対して著しい切削性能の向上をもたらす「楕円振動切削加工法」を考案している。本手法によって、従来技術では困難であった焼入れ鋼金型の超精密グイヤモンド切削を実現し得ることが確認されており、上述のような焼入れ鋼の超精密微細加工に対して新しい可能性が見出されている。 本稿では、本加工法の原理、装置について述べた後、各種硬脆材料（超硬合金、ジルコニアセラミックス、単結晶フッ化カルシウム、ガラス、タングステン合金）の超精密微細溝加工を試みた事例について紹介する。