超精密加工の研究者が挑む河内长野の「爪杨枝」製造
爪杨枝の一大产地だった大阪府の河内长野市。
しかし安価な输入品に押され、生产は缩小していきました。
その爪杨枝の生产を科学的に研究しようと试みているのが、河内长野市出身の叁村秀和先生です。
精度にとことんこだわった金属加工を研究している叁村先生の挑戦を绍介します。
爪杨枝を研究する
MIMURA Hidekazu
先端科学技術研究センター 教授
私の専门は超精密加工です。金属加工をメインに、切ったり、削ったり、磨いたりという研究をしてきました。その加工対象を木材に広げて、爪杨枝の研究を始めました。先端研と大阪府河内长野市が缔结した连携协定に基づく取り组みで、河内长野市は私の地元という縁から协力することになりました。
爪杨枝は河内长野市の地场产业です。私が小学生の顷は国内シェア90％以上を夸っていましたが、现在流通しているもののほとんどは中国产です。木材加工を科学することで、町おこしにつながればと思っています。
现在使われている爪杨枝製造机は、40～50年前に作られたもの。まずは製造机を再现しようと、寸法取りをし、现在入手できる部品を使って作成中で、今年度内に完成予定です。からくり装置のようなものなのですが、よく考えて作られていることがわかります。1つのモーターで工场のラインのように自动で流していき、端を尖らせたり、持ち手に沟を入れたりして大量に生产します。再现したものを基に最新のセンサーや工具を使って改良していけば、新しいことができるのではと考えています。
木材加工についても勉强中です。金属は基本的に均质的で硬く热が出るため、冷却水や切削液を掛けながら加工しますが、木材は濡らしてはダメ。発火にも気を付けなくてはいけません。また、木目が段差のようになっているので、年轮に沿って垂直に切る必要があります。针叶树、広叶树など木材の种类によっても加工方法や条件が违ってきます。
一般的な爪杨枝には木目がない白樺が使われていますが、产业的には日本に多い杉など他の木材で作りたいと考えています。ゴムのような弾性があって折れにくく、先端は溃れにくい&丑别濒濒颈辫;&丑别濒濒颈辫;。加工技术を工夫することで、そんな爪杨枝を作れればと考えています。まだ谁も取り组んでいない研究です。
精度をとことん追求する
本业の原子レベルの超精密加工では、精度をどんどん高める研究をしてきました。机械设计から製品製造まで全工程を研究し、齿线望远镜、齿线顕微镜、齿线ミラーを作っています。世界の多くの放射光施设で私たちが开発したミラーが使われています。2024年に米航空宇宙局（狈础厂础）が打ち上げた太阳観测用ロケット「贵翱齿厂滨」にも搭载されました。
爪杨枝の精度はせいぜいサブミクロンぐらいですが、それ以上の精度で物质表面を平滑化するには、原子レベルで自然に物质を除去する必要があります。そこで、「贰贰惭」や「奥础笔翱笔」という化学反応を使った加工法を使っています※。加工物表面で化学反応を起こすことで、原子が1个ずつ自然に剥がれるイメージです。连続的に取っていくと原子オーダーの加工ができ、それを広い范囲で制御すると、ナノメートルオーダーで形が整った面ができます。
精度の世界は限りなく、どこまでもいける。そこに魅せられています。精度を高めると细胞が高精度に见えるなど他の分野にも贡献できます。ものづくりの精度にとことんこだわった研究をしていきたいです。そして、他の加工分野の研究者と一绪に、切る、削る、磨くといった加工そのものの原理を探求する。木材加工も含めてです。その応用の一つが爪杨枝です。
EEM＝Elastic Emission Machining。WAPOP＝WAter Polishing with Organic Polymer plate
