修正研磨

Report
セグメントの製作について
第25回新技術望遠鏡技術検討会
2012年2月18日
名古屋大学
所 仁志
何も考えずに研磨
1. 何も考えずに研磨
segment
• 2010年3月~5月
• 研磨工具の回転中心がセグメントのエッジを越えら
れない
何も考えずに研磨
1. 何も考えずに研磨
segment
• 工具滞在時間が均一ではないため、縁での除去量
が少ない
分離型ヤトイ研磨
1. 何も考えずに研磨
2. 分離型ヤトイ研磨
~ ±5 mm
segment
segment
dummy
• 工具がセグメントを完全通過できるように、外周に
ダミー硝材(ヤトイ)を設置することに
分離型ヤトイ研磨
1. 何も考えずに研磨
segment
2. 分離型ヤトイ研磨
segment
dummy
• 2011年5月~7月
• ヤトイが高い領域は除去量が少なく、ヤトイが低い
領域は除去量が多い
• 研磨パッド内に生じた圧力のムラが原因
研磨工具の最適化
1. 何も考えずに研磨
segment
2. 分離型ヤトイ研磨
segment
3. 研磨工具の最適化
segment
dummy
• ヤトイとの段差より十分大きく
変形する緩衝材をはさみ、研
磨パッド内の圧力ムラを減らす
dummy
緩衝材
研磨パッド
柔らかい研磨工具
• 台金+ポロンスポンジ+硬質ウレタン製パッド
- ポロンスポンジ変形量:25 mm/kPa
- 硬質ウレタン製パッド変形量:0.04 mm/kPa
加工前段差(mm)
除去量(mm)
• 10 mmの段差を持つ境界(BK7 – BK7)を均一に研磨
可能
10 mm
1 mm
工具径:f30 mm
工具回転数:280 rpm
研磨圧:20 kPa
研磨工具の最適化
1. 何も考えずに研磨
segment
2. 分離型ヤトイ研磨
segment
dummy
3. 研磨工具の最適化
segment
• 2011年11月~12月
• ヤトイとの段差に関係なく、縁での除去量が多く
なる異常が発生
dummy
縁での除去量異常
• 使用した工具直径分内側から除去量が増加
相対除去量誤差
実除去量 – 目標除去量
=
-0.1
意図通りに研磨
1.0
除去し過ぎ
目標除去量
工具径:f60 mm
工具回転数:200 rpm
研磨圧:20 kPa
1 mm均一除去
縁での除去量異常の原因
• セグメントとヤトイの材質が違う
• クリアセラムの除去効率はBK7の
およそ1/3
セグメント(クリアセラム製)
ヤトイ(BK7製)
• 研磨除去されたかすの影響?
クリアセラム
• 研磨パッドの表面状態の変化?
BK7
f60工具の単位除去形状
修正研磨
等高線の間隔:100 nm
等高線の間隔:100 nm
-900 ~ 400 nm
-300 ~ 300 nm
修正回数:16
工具径: f60とf30
パラメータ:滞在時間と工具はみ出し量
• 大部分の領域は形状誤差 < 100 nm p-v
• 工具径と同程度のスケールのリップル ~ 200 nm p-v
• セグメントの研磨を始めて2年経つが、いまだに
想定通りの研磨はできていない
• 基礎実験、事前調査を怠ってきたのが原因
現在の製作工程と目標
現状
目標
#170粗研削
2日
1日
#1,200仕上げ研削
7日
3日
ヤトイ設置
2日
なし
フラッシュ研磨
2日
2日
修正研磨
10日 <
4日
計23日
計10日
現在の製作工程と目標
#170粗研削
2日
1日
#1,200仕上げ研削
7日
3日
ヤトイ設置
• 加工条件の最適化
- 我々の10倍の速さの加工報告あり
フラッシュ研磨
修正研磨
• 砥石の最適化
- より硬い砥石を使用
現在の製作工程と目標
#170粗研削
#1,200仕上げ研削
ヤトイ設置
フラッシュ研磨
修正研磨
2日
なし
• ヤトイを使用しない全面均一
研磨手法の確立
- 圧力制御研磨?
- 単位除去形状が変化することを考慮し
て滞在時間を最適化?
現在の製作工程と目標
#170粗研削
#1,200仕上げ研削
ヤトイ設置
フラッシュ研磨
修正研磨
• 単位除去形状の最適化
• 工具軌跡の最適化
10日
4日
現在の製作工程と目標
現状
目標
#170粗研削
2日
1日
#1,200仕上げ研削
7日
3日
ヤトイ設置
2日
なし
フラッシュ研磨
2日
2日
修正研磨
10日 <
4日
計23日
計10日

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