微細研削の理論、プロセスおよび装置

航空宇宙技術の急速な進展、マイクロエレクトロニクスの著しい進歩、そしてバイオ医薬分野の急速な発展に伴い、メゾスケールにおける精密かつ超精密な微小で複雑な構造を持つ部品への需要がますます高まっています。 これらの部品のサイズはマイクロメートル級からミリメートル級に及び、マイクロレーザージャイロスコープやマイクロ衛星の部品、さらに微小な医療・診断機器などが挙げられます。

微小工作機械および微細研削工具（ミリメートル級以下を対象とする）を用いた微細研削加工技術により、一方で、多種多様な材料からなる複雑な形状の微小部品の加工が可能となり、それによって、 半導体製造プロセス、リソグラフィ技術、LIGA、3Dプリンティングなどの技術が抱える、加工材料の種類に制限がある、加工構造が比較的単純（2次元または準3次元）、表面品質が理想的ではないといった欠点を補うことができます。他方、従来の超精密工作機械を用いて微小部品を加工する場合と比較して、装置の体積が小さく、エネルギー消費も低いため、省エネ・環境配慮型の生産モデルに合致しており、国内外で広く注目されている。

微細研削の理論、プロセス、工具、装置などについて、包括的に解説している。

主なポイントは以下の通りである：微細研削の概念の範囲と、関連する一連の理論の解説；通常の微細研削および複合微細研削プロセス；各種研削工具の製造技術とその性能の比較；卓上型微小工作機械の設計および精度検査。内容は理論と実践の両面に配慮し、中核技術を多角的に紹介することで、技術的なボトルネックの打破に寄与し、精密製造この分野における様々なニーズに応える、手に入れる価値のある良書であり、研究、エンジニアリング、大学、および関連企業において、業務に欠かせない必携の書籍です。

まず、マイクロ製造技術に対する需要の背景と、微細切削技術の重要な役割について説明し、微細研削技術の概念と範囲を整理した。

第二に、微細研削プロセスの基本パラメータを明らかにし、微細研削に関する理論を導出に基づいて構築し、微細研削のシミュレーションプロセスについて分析を行う。

第三に、異なる材料における微細研削の除去メカニズムについて解説し、 微細研削の加工パラメータが加工品質および効率に及ぼす影響を明らかにし、化学、紫外線、レーザー、および単一機械、機械化学などの多能場補助微細研削技術の加工原理、特徴、およびその応用について重点的に紹介するとともに、加工品質管理のための具体的な措置を明確にした。

第四に、既存の電気めっきをはじめ、冷間スプレー、CVD、PCD（多結晶ダイヤモンド）、化学めっきなど、各種微細研削工具の製造方法について詳細に解説し、微細研削工具の摩耗メカニズムを明らかにするとともに、その使用性能についても明確にした。

第五に、微小工作機械の全体的な構造レイアウトに焦点を当てて紹介し、マイクロ主軸ユニット、送りシステム、NCシステム、監視システムなどの主要部品の設計思想を明らかにするとともに、国内外の既存の微小工作機械の性能について比較分析を行う。

本書は全5章で構成されている：

第1章では、微細研削の概念と範囲を明確にした；

第2章では、微細研削に関する理論について解説している；

第3章では、通常の微細研削プロセスに加え、電気化学、レーザー、超音波振動、メカニカル・ケミカルなどを基盤とする複合微細研削プロセス技術について解説する。

第4章では、メッキ、コールドスプレー、CVD（化学気相成長）、PCD（ポリクリスタルダイヤモンド）、ケミカルメッキなど、各種微細研削工具の製造技術およびその性能について比較を行った。

第5章では、卓上型小型工作機械の設計や精度検査などについて解説している。

本書は、微細加工、精密および超精密製造に関連する分野に従事する研究者や技術者の参考資料として活用できるほか、 機械工学専攻の大学院生だけでなく、スマートマニュファクチャリング専攻の大学院生にも適しており、さらに学部高学年の学生、特に機械工学専攻およびスマートマニュファクチャリング専攻の学部高学年の学生にも適しています。