JP2002059315A - Manufacturing method of electrochemical electrode - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電解加工用電極作
製方法に係わり、被加工物に精密な加工をするに好適な
形状を持つ電解加工用電極を再現性よく作製する方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an electrode for electrolytic processing, and more particularly to a method for producing an electrode for electrolytic processing having a shape suitable for precise processing of a workpiece with good reproducibility.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電解加工法において加工分解能を向上さ
せるためには、加工電極先端部の大きさを小さくする必
要がある。このような電解加工用電極を作製する方法と
しては、電解研磨や機械加工という手法が一般的に用い
られている。電解研磨法では、図２（ａ）に示すよう
に、エッチング液２０１中に電解加工用電極素材である
金属ワイヤー２００の先端を浸漬し、図２（ｂ）に示す
ように、エッチング液に浸漬した部分がすべて溶解する
までエッチングする方法が用いられている。この場合エ
ッチング液２０１の液面と金属ワイヤー２００が接して
いるメニスカス部分で先端が円錐状に電解研磨され、先
鋭化される。また、図３に示すように、機械研磨法では
回転する研磨板３０１に、金属ワイヤー２００の先端を
斜めに接触させ、同時に金属ワイヤー２００を回転させ
ることにより、金属ワイヤー２００の先端が円錐状に研
磨され、先鋭化される。2. Description of the Related Art In order to improve machining resolution in electrolytic machining, it is necessary to reduce the size of the tip of a machining electrode. As a method for producing such an electrode for electrolytic processing, a technique such as electrolytic polishing or mechanical processing is generally used. In the electrolytic polishing method, as shown in FIG. 2A, the tip of a metal wire 200, which is an electrode material for electrolytic processing, is immersed in an etching solution 201, and immersed in the etching solution as shown in FIG. A method is used in which etching is performed until all of the melted portions are dissolved. In this case, the tip of the meniscus where the liquid surface of the etching solution 201 and the metal wire 200 are in contact is electrolytically polished in a conical shape and sharpened. Further, as shown in FIG. 3, in the mechanical polishing method, the tip of the metal wire 200 is obliquely brought into contact with the rotating polishing plate 301, and simultaneously, the tip of the metal wire 200 is turned into a conical shape. Polished and sharpened.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ここで、精密電解加工
の一例をとって解説する。図４（ａ）に示すように電解
加工において高分解能で、かつ高いアスペクト比の加工
を行うためには、加工用電極４００と加工対象物４０１
との距離を数μｍ程度に保つ必要がある。このような場
合、加工の進行に合わせて加工用電極先端を加工された
部分の内部に挿入していくことが必要となるが、従来の
電解エッチングや機械研磨により作製された電解加工用
電極では、先端の円錐部分の頂角が大きいため、加工深
さが大きくなると、図４（ｂ）に示すように加工用電極
４００と被加工物４０１が干渉または接触してしまうた
め、加工分解能が低下すると共に、加工用電極４０１の
先端が損傷してしまうという課題があった。Here, an example of precision electrolytic processing will be described. As shown in FIG. 4A, in order to perform high-resolution and high-aspect-ratio processing in electrolytic processing, a processing electrode 400 and a processing object 401 are required.
Must be kept at about several μm. In such a case, it is necessary to insert the tip of the processing electrode into the processed part as the processing proceeds, but in the case of a conventional electrode for electrolytic processing manufactured by electrolytic etching or mechanical polishing, Since the apex angle of the conical portion at the tip is large, when the machining depth is increased, the machining electrode 400 and the workpiece 401 interfere or come into contact with each other as shown in FIG. In addition, there is a problem that the tip of the processing electrode 401 is damaged.
【０００４】また、電解研磨法では、エッチング液の状
態により研磨状態が大きく変化するため、精度よく同一
形状の加工用電極を作製するのは困難である。加えて、
加工用電極は加工溶液中で化学的に安定である必要があ
るため、貴金属材料を用いることが多く、このような材
料はエッチングする条件が限られるという問題があっ
た。一方、機械研磨では加工時に反力が加わるため、機
械的強度の点から先端部の円錐の頂角が小さい加工用電
極の作製は困難であるという課題を有していた。さら
に、これらの方法では、作製が１本ずつ行われるため、
多数個を作製する場合にはコスト高となるという課題も
あった。Also, in the electrolytic polishing method, since the polishing state greatly changes depending on the state of the etching solution, it is difficult to accurately produce a processing electrode having the same shape. in addition,
Since a processing electrode needs to be chemically stable in a processing solution, a noble metal material is often used, and such a material has a problem that etching conditions are limited. On the other hand, in the case of mechanical polishing, since a reaction force is applied during processing, there is a problem that it is difficult to produce a processing electrode having a small apex angle of a cone at the tip from the viewpoint of mechanical strength. Furthermore, in these methods, since the production is performed one by one,
There is also a problem that the cost increases when a large number of devices are manufactured.
【０００５】そこで、本発明の目的は、アスペクト比の
高い精密電解加工を行うために必要である、先端円錐部
の頂角が小さな加工用電極を、再現性よく作製する方法
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for producing a machining electrode having a small apex angle of a conical tip with a high reproducibility, which is necessary for performing precision electrolytic machining with a high aspect ratio. is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電解加工用電極の作製方法では、電解加工
用電極の形状を形成する際に、あらかじめ加工電極の形
状の型を形成しておき、そこに型材料を充填するという
方法を用いている。In order to solve the above-mentioned problems, in the method of manufacturing an electrode for electrolytic processing according to the present invention, when forming the shape of the electrode for electrolytic processing, a mold of the shape of the processed electrode is formed in advance. In addition, a method of filling the mold material there is used.
【０００７】具体的な手順としては、まず、加工用電極
の型を形成し、流動性を持たせた加工用電極の材料を型
の内部に充填する。型を形成する方法としては、機械加
工による切削、放電加工、電解加工等の除去加工法を用
いることや、あらかじめ作製した加工電極の形状を複製
して型を作製する方法、例えばロストワックス法などの
作製方法を適用することができる。しかし、これに限定
されるものではない。また、加工用電極材料に流動性を
持たせる方法としては、電極材料を加熱して軟化、溶融
する方法、バインダーと電極材料の粉末を混練する方
法、電極材料を溶媒中に溶解させる方法等があり、この
ほか、電極材料の種類に応じて適切な方法を用いる。As a specific procedure, first, a mold for a working electrode is formed, and a material for the working electrode having fluidity is filled in the mold. As a method of forming a mold, a cutting method such as cutting by machining, electric discharge machining, electrolytic machining, or the like, or a method of producing a mold by duplicating the shape of a previously prepared machining electrode, for example, a lost wax method, etc. Can be applied. However, it is not limited to this. Examples of methods for imparting fluidity to the electrode material for processing include a method of heating and softening and melting the electrode material, a method of kneading a binder and a powder of the electrode material, and a method of dissolving the electrode material in a solvent. Yes, and in addition, an appropriate method is used depending on the type of the electrode material.
【０００８】次に型内部に充填した電極材料を硬化させ
た後、型から取り出すことにより、再現性よく電解加工
用電極を作製することが可能となる。さらに、このよう
な方法で加工電極を形成した場合には、型を形成する際
に電極先端部の形状の自由度が高く、また、加工時にお
ける電極先端部の機械的強度も必要とされないため、従
来の電解加工用電極と比較して、先端円錐部の頂角の小
さい加工用電極の作製が可能となる。また、型を複数作
製すれば、多数個を同時に作製することができ、低コス
トで加工用電極を作製可能である。Next, after the electrode material filled in the mold is cured, the electrode material is taken out of the mold, thereby making it possible to produce an electrode for electrolytic processing with good reproducibility. Furthermore, when a processing electrode is formed by such a method, the degree of freedom of the shape of the electrode tip is high when forming a mold, and the mechanical strength of the electrode tip during processing is not required. In addition, it is possible to manufacture a machining electrode having a smaller apex angle at the tip conical portion than a conventional electrode for electrolytic machining. If a plurality of molds are manufactured, a large number of molds can be manufactured at the same time, and a processing electrode can be manufactured at low cost.
【０００９】一方、加工用電極の形状を形成した後に、
表面に、化学的に安定な金属膜を形成することにより、
化学的に安定な金属単体で作製した加工用電極と同じ
く、加工中における変質や溶解等の問題を回避できる。On the other hand, after forming the shape of the processing electrode,
By forming a chemically stable metal film on the surface,
As with the processing electrode made of a chemically stable metal alone, problems such as deterioration and dissolution during processing can be avoided.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （実施の形態１）本実施の形態では、加工用電極基材１
０１の材料に導電性材料を用いた場合の例について説明
する。図１は、本発明による加工用電極を作製する方法
を示した説明図であり、図５は本発明による加工用電極
を作製する手順を示したフローチャート、図７は、本実
施の形態の工程を図示したものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) In this embodiment, an electrode substrate 1 for processing is used.
An example in which a conductive material is used as the material No. 01 will be described. FIG. 1 is an explanatory view showing a method for producing a processing electrode according to the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for producing a processing electrode according to the present invention, and FIG. Is illustrated.
【００１１】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製する。ここで、型１１０を作製する方法として
は、機械加工による切削、放電加工などの方法を用いる
ことが可能であるが、もちろん他の加工方法を使用して
も問題ない。次に、加工用電極基材材料に流動性を与
え、型１１０の材料挿入口１１１から加工用電極基材材
料を充填する。加工用電極基材材料に流動性を与える方
法としては、加工用電極基材材料の融点が型の融点より
も低いの場合は、加熱し溶融をする方法 、粉末の場合
は、バインダーと混練する方法等を用いることができ
る。その後、加工用電極基材材料を硬化させて加工用電
極基材１０１を形成する。加工用電極基材材料を硬化さ
せる方法としては、冷却、焼結等の方法を加工電極基材
材料の特性に合わせて選択する。そして、型１１０から
加工用電極基材１０１を取り出す。最後に加工用電極基
材１０１の最先端部分の微小領域以外を絶縁性材料で被
覆することにより電解加工用電極が作製される。 （実施の形態２）本実施の形態では、加工用電極基材１
０１の材料に絶縁体もしくは化学的安定性が高くない材
料を用いた例について説明する。図６は本実施の形態に
よる加工用電極を作製する手順を示したフローチャート
である。First, a mold 11 in which the shape of the working electrode is transferred
0 is produced. Here, as a method of manufacturing the mold 110, a method such as cutting by mechanical processing, electric discharge machining, or the like can be used, but of course, there is no problem even if another processing method is used. Next, fluidity is given to the electrode base material for processing, and the electrode base material for processing is filled from the material insertion opening 111 of the mold 110. As a method of giving fluidity to the electrode base material for processing, a method of heating and melting when the melting point of the electrode base material for processing is lower than the melting point of the mold, and for a powder, kneading with a binder. A method or the like can be used. After that, the electrode substrate material for processing is cured to form the electrode substrate 101 for processing. As a method of curing the electrode substrate material for processing, a method such as cooling and sintering is selected in accordance with the characteristics of the electrode substrate material for processing. Then, the processing electrode substrate 101 is taken out of the mold 110. Finally, an electrode for electrolytic processing is manufactured by coating an area other than the very small area at the foremost part of the electrode base for processing 101 with an insulating material. (Embodiment 2) In this embodiment, an electrode substrate 1 for processing is used.
An example in which an insulator or a material having low chemical stability is used as the material No. 01 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for manufacturing a processing electrode according to the present embodiment.
【００１２】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製する。実施の形態１の場合と同様に、型１１０
を作製する方法としては、機械加工による切削、放電加
工などの方法を用いることが可能であるが、もちろん他
の加工方法を使用しても問題ない。次に、加工用電極基
材材料に流動性を与え、型１１０に加工基材電極材料を
充填する。加工用電極基材材料の融点が型の融点よりも
低い場合は、加熱し溶融をする方法、樹脂の場合は、溶
媒中に溶融するする方法、粉末の場合は、バインダーと
混練する方法等を用いることができる。その後、加工用
電極基材材料を硬化させて加工用電極基材１０１を形成
する。加工用電極基材材料を硬化させる方法としては、
冷却、焼結、重合等の方法を加工電極基材材料の特性に
合わせて選択する。そして、型１１０から加工用電極基
材１０１を取り出す。加工用電極基材１０１の表面全体
を導電性材料で被覆した後、導電性材料で被覆された加
工用電極基材１０１の最先端部分の微小領域以外を絶縁
性材料で被覆することにより電解加工用電極が作製され
る。加工用電極基材１０１の表面全体を被覆する導電性
材料としては、化学的に安定な白金、金などを用いるこ
とが可能であり、また被覆する方法としては、電解めっ
き、無電解めっき、スパッタ等の方法を用いることがで
きる。 （実施の形態３）本実施の形態は、実施の形態１におい
て、加工用電極基材材料に型１１０に使用した材料より
も低い融点を有する金属を用いた例について説明する。First, a mold 11 in which the shape of the working electrode is transferred
0 is produced. As in the case of the first embodiment, the mold 110
As a method for manufacturing the, it is possible to use a method such as cutting by machining, electric discharge machining, or the like, but there is no problem if other machining methods are used. Next, fluidity is given to the electrode substrate material for processing, and the mold 110 is filled with the electrode material for processing substrate. When the melting point of the electrode base material for processing is lower than the melting point of the mold, a method of heating and melting, for a resin, a method of melting in a solvent, for a powder, a method of kneading with a binder, etc. Can be used. After that, the electrode substrate material for processing is cured to form the electrode substrate 101 for processing. As a method of curing the electrode base material for processing,
Methods such as cooling, sintering, and polymerization are selected according to the characteristics of the processed electrode base material. Then, the processing electrode substrate 101 is taken out of the mold 110. After the entire surface of the electrode substrate 101 for processing is coated with a conductive material, electrolytic processing is performed by coating an area other than the very small area of the foremost part of the electrode substrate 101 for processing coated with the conductive material with an insulating material. Electrode is produced. As the conductive material for coating the entire surface of the electrode substrate 101 for processing, chemically stable platinum, gold, or the like can be used. The coating method includes electrolytic plating, electroless plating, and sputtering. Etc. can be used. (Embodiment 3) In this embodiment, an example will be described in which a metal having a lower melting point than the material used for the mold 110 is used as the electrode base material for processing in Embodiment 1.
【００１３】図７は、本実施の形態の工程を図示したも
のである。まず、加工用電極の形状を転写した型１１０
を作製するが、本実施例では、型１１０の材質には０．
５%炭素鋼を用いて、機械加工により加工用電極の形状
に加工した。次に、加工用電極材料であるアルミニウム
を加熱器８００により融点６６０．４℃以上に加熱し、
液状化すると同時に、型１１０を加熱器８１０により予
熱を与えておき、液状化したアルミニウムを型１１０の
内部に充填する。そして、アルミニウムを硬化さるため
に、加熱器８００の温度を室温まで徐冷し、アルミニウ
ム製の加工用電極基材１０１を形成する。その後、加工
電極基材１０１を型１１０から取り出し、加工用電極基
材１０１の最先端部分の微小領域以外を、絶縁性材料で
あるシリコーン樹脂でディップコーティング法により被
覆し、電解加工用電極とした。本実施例では型１１０の
材料に０．５％炭素鋼を用いたが、他の材料、例えばク
ロムやニッケル等を使用してもよい。また加工用電極材
料としては、アルミニウムの替わりに亜鉛やスズを、ま
た、絶縁性材料にはエポキシ樹脂や、ポリイミド樹脂等
を使用してもよい。 （実施の形態４）本実施の形態は、実施の形態１におい
て、加工用電極基材材料が金属であり、バインダーと金
属の微粉末を混練することにより流動性を付与した例に
ついて説明する。FIG. 7 illustrates the steps of this embodiment. First, a mold 110 in which the shape of the processing electrode is transferred
In this embodiment, the material of the mold 110 is 0.1.
Using 5% carbon steel, it was machined into the shape of a machining electrode. Next, aluminum as a processing electrode material is heated to a melting point of 660.4 ° C. or higher by a heater 800,
Simultaneously with the liquefaction, the mold 110 is preheated by the heater 810, and the liquefied aluminum is filled in the mold 110. Then, in order to harden the aluminum, the temperature of the heater 800 is gradually cooled to room temperature, and the processing electrode base material 101 made of aluminum is formed. Thereafter, the processed electrode base material 101 was removed from the mold 110, and the area other than the very small area at the foremost part of the processed electrode base material 101 was coated with a silicone resin, which is an insulating material, by a dip coating method to form an electrode for electrolytic processing. . In this embodiment, 0.5% carbon steel is used as the material of the mold 110, but other materials such as chromium and nickel may be used. Also, zinc or tin may be used instead of aluminum as the electrode material for processing, and epoxy resin, polyimide resin, or the like may be used as the insulating material. (Embodiment 4) In this embodiment, an example in which the electrode base material for processing is metal in Embodiment 1 and fluidity is imparted by kneading a binder and metal fine powder.
【００１４】図８は、本実施の形態の工程を図示したも
のである。本実施例では、バインダー９００に熱可塑性
プラスチックであるポリスチレンを、金属の微粉末９０
１にはステンレス鋼の微粉末を用い、両者を混練したも
のを加工用電極基材材料として用い、これを約２００℃
に加熱して流動性を与え、型１１０に充填する。次に、
窒素雰囲気中の脱脂炉を用いて、５００℃まで加熱後、
室温まで冷却することによりバインダーの脱脂を行い、
さらに高温雰囲気炉中で、真空（約１．０×１０-3 P
a）、８００℃の条件で焼結を行った。その後、室温ま
で冷却した後、加工電極基材１０１を型１１０から取り
出し、加工用電極基材１０１の最先端部分の微小領域以
外を絶縁性材料で被覆することにより電解加工用電極と
した。本実施例ではバインダーにポリスチレンを用いた
が、ポリプロピレンやアクリル樹脂を使用してもよい。
また、金属にはチタン等を使用してもよい。この方法で
は、加工用電極基材材料を溶融する必要がないので、加
工用電極基材材料として高融点の物質を使用することが
可能である。 （実施の形態５）本実施の形態は、実施の形態２におい
て、加工用電極基材材料に型１１０に使用した材料より
も低い融点を有する金属を用いた例について説明する。FIG. 8 illustrates the steps of this embodiment. In the present embodiment, polystyrene, which is a thermoplastic plastic, is used as the binder 900 and the metal fine powder 90 is used.
For 1, a fine powder of stainless steel was used, and a mixture obtained by kneading the both was used as an electrode base material for processing.
To give fluidity and fill the mold 110. next,
After heating to 500 ° C using a degreasing furnace in a nitrogen atmosphere,
Degreasing the binder by cooling to room temperature,
Further, in a high temperature atmosphere furnace, vacuum (about 1.0 × 10 −3 P
a), sintering was performed at 800 ° C. Then, after cooling to room temperature, the processed electrode base material 101 was taken out of the mold 110, and an area other than the very small area at the foremost part of the processed electrode base material 101 was coated with an insulating material to obtain an electrode for electrolytic processing. In this embodiment, polystyrene is used as the binder, but polypropylene or acrylic resin may be used.
Further, titanium or the like may be used as the metal. In this method, since it is not necessary to melt the electrode substrate material for processing, it is possible to use a substance having a high melting point as the electrode substrate material for processing. (Embodiment 5) In this embodiment, an example will be described in which a metal having a lower melting point than the material used for the mold 110 is used as the electrode base material for processing in Embodiment 2.
【００１５】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を機械加工により作製するが、本実施例では、型１１
０の材質には実施例3と同様に０．５％炭素鋼を用い
た。次に、加工用電極基材材料に流動性を付与するため
に、加工用電極基材材料である亜鉛を融点（４１９．５
８℃）まで加熱し、液状化する。型１１０に液状化した
亜鉛を充填した後、亜鉛を硬化さるために、型１１０を
室温まで徐冷し、亜鉛製の加工用電極基材１０１を形成
する。First, a mold 11 in which the shape of the working electrode is transferred
0 is manufactured by machining, but in this embodiment, the mold 11
As the material of No. 0, 0.5% carbon steel was used as in Example 3. Next, in order to impart fluidity to the electrode substrate material for processing, zinc as the electrode substrate material for processing was melted at a melting point (419.5).
(8 ° C) to liquefy. After filling the mold 110 with liquefied zinc, the mold 110 is gradually cooled to room temperature in order to harden the zinc, thereby forming the working electrode base material 101 made of zinc.
【００１６】その後、加工用電極基材１０１を型から取
り出し、加工用電極基材１０１の表面全体を化学的に安
定な導電性材料である白金で被覆した後、加工用電極基
材１０１の最先端部分の微小領域以外を絶縁性材料であ
るシリコーン樹脂でディップコーティング法により被覆
し、電解加工用電極とした。本実施例では型１１０に
０．５％炭素鋼を用いたが、他の材料、例えばクロムや
ニッケル等を使用してもよいし、加工用電極材料にはイ
ンジウム、鉛・錫合金、マグネシウム等を使用してもよ
い。また、加工用電極基材１０１を被覆する導電性材料
として、白金を用いたが、他の化学的に安定な金属、例
えば金でも良い。また、絶縁性材料にはエポキシ樹脂
や、シリコン樹脂等を使用してもよい。 （実施の形態６）本実施の形態は、実施の形態２におい
て、加工用電極基材材料が化学的安定性が高くない金属
の場合であり、バインダーと金属の微粉末を混練するこ
とにより流動性を付与した例について説明する。Thereafter, the processing electrode substrate 101 is removed from the mold, and the entire surface of the processing electrode substrate 101 is coated with platinum, which is a chemically stable conductive material. Except for the minute region at the tip portion, a silicone resin as an insulating material was coated by a dip coating method to obtain an electrode for electrolytic processing. In the present embodiment, 0.5% carbon steel is used for the mold 110, but other materials such as chromium and nickel may be used, and indium, lead / tin alloy, magnesium, etc. May be used. Although platinum is used as the conductive material for coating the electrode substrate 101 for processing, another chemically stable metal such as gold may be used. Further, an epoxy resin, a silicon resin, or the like may be used as the insulating material. (Embodiment 6) The present embodiment is a case in which the electrode base material for processing is a metal which does not have high chemical stability in Embodiment 2, and the material is formed by kneading a binder and a metal fine powder. An example in which the property is added will be described.
【００１７】まず、実施の形態４と同様に加工用電極の
形状を転写した型１１０を作製し、バインダーと金属の
微粉末を混練して、流動性を付与した加工用電極基材材
料を型１１０に充填した後、バインダーの脱脂および焼
成工程により、加工用電極基材１０１を形成する。First, a mold 110 in which the shape of the working electrode is transferred is prepared in the same manner as in the fourth embodiment, and a binder and a metal fine powder are kneaded to obtain a working electrode base material having fluidity. After filling into 110, the electrode substrate 101 for processing is formed by the degreasing and baking processes of the binder.
【００１８】その後、加工用電極基材１０１を型から取
り出し、加工用電極基材１０１の表面全体を化学的に安
定な導電性材料である白金で被覆した後、加工用電極基
材１０１の最先端部分の微小領域以外を絶縁性材料で被
覆することにより電解加工用電極とした。 （実施の形態７）本実施の形態では、実施の形態５とほ
ぼ同様の形態であるが、加工用電極材料がガラスあるい
は石英あるいはセラミックスとした例について説明す
る。Thereafter, the processing electrode substrate 101 is removed from the mold, and the entire surface of the processing electrode substrate 101 is coated with platinum which is a chemically stable conductive material. An electrode for electrolytic processing was obtained by coating an area other than the minute area at the tip with an insulating material. (Embodiment 7) This embodiment is substantially the same as Embodiment 5, but an example in which the electrode material for processing is glass, quartz, or ceramics will be described.
【００１９】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製し、次に、加工用電極基材材料に流動性を付与
するために、加工用電極基材材料であるガラスを融点
（５５０℃）まで加熱し、液状化する。型１１０に液状
化したガラスを充填した後、ガラスを硬化さるために、
型１１０を室温まで徐冷し、ガラス製の加工用電極基材
１０１を形成する。First, a mold 11 to which the shape of the working electrode is transferred is described.
Then, in order to impart fluidity to the electrode substrate material for processing, glass as the electrode substrate material for processing is heated to a melting point (550 ° C.) to be liquefied. After filling the mold 110 with the liquefied glass, to harden the glass,
The mold 110 is gradually cooled to room temperature to form a glass processing electrode substrate 101.
【００２０】その後、加工用電極基材１０１を型から取
り出し、加工用電極基材１０１の表面全体を化学的に安
定な導電性材料である白金で被覆した後、加工用電極基
材１０１の最先端部分の微小領域以外を絶縁性材料で被
覆することにより電解加工用電極とした。本実施例で
は、加工用電極基材材料にガラスを用いたが、セラミッ
クスを用いることも可能である。また、型１１０の材
料、加工用電極基材１０１を被覆する導電性材料、およ
び絶縁性材料については、他の実施例中で示したものを
使用することが可能である。 （実施の形態８）本実施の形態では、実施の形態６とほ
ぼ同様の形態であるが、加工用電極材料をセラミックス
とした例について説明する。Thereafter, the processing electrode substrate 101 is removed from the mold, and the entire surface of the processing electrode substrate 101 is coated with platinum, which is a chemically stable conductive material. An electrode for electrolytic processing was obtained by coating an area other than the minute area at the tip with an insulating material. In this embodiment, glass is used as the electrode base material for processing, but ceramics can also be used. As the material of the mold 110, the conductive material covering the electrode substrate 101 for processing, and the insulating material, those described in other embodiments can be used. (Embodiment 8) In this embodiment, although it is almost the same as Embodiment 6, an example will be described in which the processing electrode material is ceramics.
【００２１】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製し、次に、バインダーとセラミックスの微粉末
を混練し、流動性を付与した加工用電極材料を型１１０
に充填した後、バインダーの脱脂および焼成工程により
加工用電極基材１０１を形成する。その後は、実施例６
に示した手順により、電解加工用電極を作製した。 （実施の形態９）本実施の形態では、実施の形態５とほ
ぼ同様の形態であるが、加工用電極材料をポリマーとし
た例について説明する。First, a mold 11 to which the shape of the processing electrode is transferred is described.
Then, a binder and a fine powder of ceramics are kneaded, and a processing electrode material having fluidity is imparted to the mold 110.
After that, the electrode substrate 101 for processing is formed by the steps of degreasing and firing the binder. Thereafter, Example 6
According to the procedure shown in (1), an electrode for electrolytic processing was produced. (Embodiment 9) This embodiment is almost the same as Embodiment 5, but an example in which a processing electrode material is a polymer will be described.
【００２２】図８は、本実施の形態の工程を図示したも
のである。まず、加工用電極の形状を転写した型１１０
を作製し、次に、加工用電極基材材料として使用する熱
可塑性プラスチックであるポリスチレンに流動性を付与
するために、加熱器８００により加工用電極基材材料が
溶融する２５０℃まで加熱する。型１１０に液状化した
ポリスチレンを充填した後、ポリスチレンを硬化さるた
めに、型１１０を室温まで徐冷し、ポリスチレン製の加
工用電極基材１０１を形成する。FIG. 8 illustrates the steps of this embodiment. First, a mold 110 in which the shape of the processing electrode is transferred
Then, in order to impart fluidity to polystyrene, which is a thermoplastic used as an electrode base material for processing, the heater 800 is heated to 250 ° C. at which the electrode base material for processing is melted. After filling the mold 110 with the liquefied polystyrene, the mold 110 is gradually cooled to room temperature in order to cure the polystyrene, thereby forming the processing electrode substrate 101 made of polystyrene.
【００２３】その後は、実施例６に示した手順により、
電解加工用電極を作製した。本実施例では、加工用電極
基材材料にはポリスチレンを使用したが熱可塑性プラス
チックであれば他の材料でもよい。また、型１１０の材
料、加工用電極基材１０１を被覆する導電性材料、およ
び絶縁性材料については、他の実施例中で示したものを
使用することが可能である。 （実施の形態１０）本実施の形態では、実施の形態９と
ほぼ同様の形態であるが、加工用電極材料がポリマーで
あり、流動性を付与する工程が、ポリマーのモノマーを
使用する工程である例について説明する。Thereafter, according to the procedure described in the sixth embodiment,
An electrode for electrolytic processing was produced. In this embodiment, polystyrene was used as the electrode base material for processing, but other materials may be used as long as they are thermoplastic plastics. As the material of the mold 110, the conductive material covering the electrode substrate 101 for processing, and the insulating material, those described in other embodiments can be used. (Embodiment 10) This embodiment is almost the same as Embodiment 9, except that the electrode material for processing is a polymer and the step of imparting fluidity is a step of using a polymer monomer. An example will be described.
【００２４】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製し、次に、加工用電極基材材料として、不飽和
ポリエステルをビニルモノマーであるスチレンと混合し
たものを使用した。型１１０に加工用電極基材材料を充
填し、その後、化学反応(重合)により加工用電極基材材
料を硬化させた。その際、触媒としてメチルエチルケト
ンパーオキシド、促進剤としてコバルトナテフネートを
使用した。その後は、実施例６に示した手順により、電
解加工用電極を作製した。本実施例では、加工用電極基
材材料には不飽和ポリエステルを使用したが、モノマー
状態では流動性を有し、重合や重縮合により硬化させる
ことが可能な樹脂ならば他の材料を使用することも可能
である。 （実施の形態１１）本実施の形態は、実施の形態９とほ
ぼ同様の形態であるが、加工用電極材料がポリマーであ
り、流動性を付与する工程が、有機溶媒中にポリマーを
溶解する工程である例について説明する。First, the mold 11 to which the shape of the working electrode is transferred
No. 0 was prepared, and then a material obtained by mixing unsaturated polyester with styrene as a vinyl monomer was used as a working electrode base material. The electrode substrate material for processing was filled in the mold 110, and thereafter, the electrode substrate material for processing was cured by a chemical reaction (polymerization). At that time, methyl ethyl ketone peroxide was used as a catalyst, and cobalt natefnate was used as a promoter. Thereafter, an electrode for electrolytic processing was manufactured by the procedure shown in Example 6. In the present embodiment, an unsaturated polyester was used as the electrode base material for processing, but other materials are used as long as the resin has fluidity in a monomer state and can be cured by polymerization or polycondensation. It is also possible. (Embodiment 11) This embodiment is almost the same as Embodiment 9, except that the electrode material for processing is a polymer and the step of imparting fluidity involves dissolving the polymer in an organic solvent. An example of the process will be described.
【００２５】まず、加工用電極の形状を転写した型１１
０を作製し、次に、加工用電極基材材料であるアクリル
樹脂を有機溶媒中に溶解したものを型１１０に充填し、
その後、有機溶媒の蒸発、乾燥工程により、加工用電極
基材１０１を形成する。その後は、実施例６に示した手
順により、電解加工用電極を作製した。First, the mold 11 to which the shape of the working electrode was transferred
0, and then a mold electrode 110 is filled with an acrylic resin as a working electrode base material dissolved in an organic solvent.
After that, the electrode substrate 101 for processing is formed by an evaporation and drying process of the organic solvent. Thereafter, an electrode for electrolytic processing was manufactured by the procedure shown in Example 6.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
電解加工用電極の形状を形成する際に、あらかじめ加工
電極の形状の型を形成しておき、そこに型材料を充填す
るという方法を用いたので、加工対象物にアスペクト比
の高い加工を行うことや、先端円錐部の頂角の小さい形
状を有する加工電極を簡便に作製することが可能となっ
た。また、型を利用して作製を行っているため、従来の
作製方法と比較して、加工電極先端部の形状の再現性が
向上した。As described above, in the present invention,
When forming the shape of the electrode for electrolytic processing, a method was used in which a mold having the shape of the processed electrode was formed in advance, and the mold material was filled therein, so that the processing object was processed with a high aspect ratio. In addition, it has become possible to easily produce a processed electrode having a shape with a small apex angle of the tip conical portion. In addition, since the fabrication is performed using a mold, the reproducibility of the shape of the tip portion of the processed electrode is improved as compared with the conventional fabrication method.
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる精密電解加工
用電極の作製方法を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electrode for precision electrolytic processing according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】電解研磨による電解加工用電極の作製方法を示
す模試図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for producing an electrode for electrolytic processing by electrolytic polishing.
【図３】機械研磨による電解加工用電極の作製方法を示
す模試図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for producing an electrode for electrolytic processing by mechanical polishing.
【図４】高アスペクト比加工時の加工用電極の動作を示
す模試図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the operation of a processing electrode during high aspect ratio processing.
【図５】本発明の実施の形態１にかかわる電解加工用電
極の作製手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for manufacturing an electrode for electrolytic processing according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態２にかかわる電解加工用電
極の作製手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for manufacturing an electrode for electrolytic processing according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施の形態３にかかわる電解加工用電
極の作製手順を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing a procedure for manufacturing an electrode for electrolytic processing according to a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施の形態４にかかわる電解加工用電
極の作製手順を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing a procedure for manufacturing an electrode for electrolytic processing according to Embodiment 4 of the present invention.
１０１ 加工用電極基材 １１０ 型 １１１ 材料挿入口 ２００ 金属ワイヤー ２０１ エッチング液 ３０１ 研磨板 ４００ 加工用電極 ４０１ 加工対象物 ８００ 加熱器 ８１０ るつぼ ８２０ 加工用電極基材材料 ９００ バインダー ９０１ 金属の粉末 Reference Signs List 101 electrode base material for processing 110 type 111 material insertion opening 200 metal wire 201 etching liquid 301 polishing plate 400 processing electrode 401 work piece 800 heater 810 crucible 820 processing electrode base material 900 binder 901 metal powder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｅ // Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 (72)発明者 古田 一吉 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C059 AA02 AB00 DB03 DB04 DC00 DC04 4F204 AA13 AA21 AA41 AE03 AH33 EA03 EA04 EB01 EE02 EE06 EE22 EK15 EK17 EK27 EW02 4K018 CA07 CA27 DA03 DA11 FA23 HA03 KA37 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22C 1/04 C22C 1/04 E // B29L 31:34 B29L 31:34 (72) Inventor Kazuyoshi Furuta 1-8-8 Nakase, Mihama-ku, Chiba-shi F-term in Seiko Instruments Co., Ltd. (reference) FA23 HA03 KA37
Claims (13)
接させ、被加工物と加工用電極の間に電圧を印加するこ
とにより電解反応を起こして加工を行う電解加工法に使
用する加工用電極の作製方法において、 前記加工用電極の形状を転写した型を作製する工程と、 前記加工用電極を構成する加工用電極材料に流動性を付
与する工程と前記型に流動性を付与した加工用電極材料
を充填する工程と、 前記加工用電極材料を硬化させて加工用電極基材を形成
する工程と、 前記加工用電極基材の最先端部分の微小領域以外を絶縁
性材料で被覆する工程とを含むことを特徴とする電解加
工用加工用電極の作製方法。1. An electrolytic processing method in which a processing electrode is brought close to a processing area of a workpiece, and a voltage is applied between the workpiece and the processing electrode to cause an electrolytic reaction to perform processing. In the method for producing a processing electrode, a step of preparing a mold in which the shape of the processing electrode is transferred; a step of providing fluidity to a processing electrode material forming the processing electrode; and imparting fluidity to the mold. A step of filling the processed electrode material, a step of curing the processed electrode material, and a step of forming a processed electrode base material, and an insulating material except for a very small region at the foremost part of the processed electrode material. And a step of coating.
接させ、被加工物と加工用電極の間に電圧を印加するこ
とにより電解反応を起こして加工を行う電解加工法に使
用する加工用電極の作製方法において、 前記加工用電極の形状を転写した型を作製する工程と、 前記加工用電極を構成する加工用電極材料に流動性を付
与する工程と、 前記型に流動性を付与した加工用電極材料を充填する工
程と、 前記加工用電極材料を硬化させて加工用電極基材を形成
する工程と、 前記加工用電極基材の表面全体を導電性材料で被覆する
工程と、 前記導電性材料で被覆された前記加工用電極基材の最先
端部分の微小領域以外を絶縁性材料で被覆する工程とを
含むことを特徴とする電解加工用加工電極の作製方法。2. An electrolytic processing method in which a processing electrode is brought close to a processing region of a workpiece and a voltage is applied between the workpiece and the processing electrode to cause an electrolytic reaction to perform processing. In the method for manufacturing a processing electrode, a step of manufacturing a mold in which the shape of the processing electrode is transferred; a step of imparting fluidity to a processing electrode material forming the processing electrode; A step of filling the applied working electrode material, a step of curing the working electrode material to form a working electrode base material, and a step of coating the entire surface of the working electrode base material with a conductive material; Coating a region other than a very small region at the foremost part of the electrode substrate for processing coated with the conductive material with an insulating material.
材料の融点以下の融点を有する金属であり、流動性を付
与する工程が、加熱により前記金属を溶融して液状化す
る工程であり、かつ加工電極材料を硬化させて加工電極
基材を形成する工程が冷却工程である請求項1記載の電
解加工用加工電極の作製方法。3. The process electrode material is a metal having a melting point lower than the melting point of the material used for the mold, and the step of imparting fluidity is a step of melting the metal by heating to liquefy the metal. 2. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 1, wherein the step of curing the processed electrode material to form a processed electrode base material is a cooling step.
を付与する工程が、バインダーと前記金属の微粉末を混
練する工程であり、かつ硬化する工程が前記バインダー
の脱脂および焼成工程である請求項1記載の電解加工用
加工電極の作製方法。4. The process electrode material is a metal, the step of imparting fluidity is a step of kneading a binder and a fine powder of the metal, and the step of curing is a degreasing and firing step of the binder. A method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 1.
材料の融点以下の融点を有する金属であり、流動性を付
与する工程が、加熱により前記金属を溶融して液状化す
る工程であり、かつ加工電極材料を硬化させて加工電極
基材を形成する工程が冷却工程である請求項2記載の電
解加工用加工電極の作製方法。5. The process electrode material is a metal having a melting point lower than the melting point of the material used for the mold, and the step of imparting fluidity is a step of melting the metal by heating to liquefy the metal. 3. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 2, wherein the step of curing the processed electrode material to form the processed electrode base material is a cooling step.
を付与する工程が、バインダーと前記金属の微粉末を混
練する工程であり、かつ硬化する工程が前記バインダー
の脱脂および焼成工程である請求項2記載の電解加工用
加工電極の作製方法。6. The process electrode material is a metal, the step of imparting fluidity is a step of kneading a binder and a fine powder of the metal, and the step of curing is a degreasing and firing step of the binder. 3. A method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 2.
あるいはセラミックスであり、流動性を付与する工程
が、加熱により前記加工電極材料を溶融して液状化する
工程であり、かつ硬化する工程が冷却工程である請求項
2記載の電解加工用加工電極の作製方法。7. The processing electrode material is glass, quartz or ceramics, the step of imparting fluidity is a step of melting the processing electrode material by heating to liquefy, and the step of curing is a cooling step. Claims that are
2. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to 2.
あるいはセラミックスであり、流動性を付与する工程
が、バインダーと前記加工電極材料の粉末を混練する工
程であり、かつ硬化する工程がバインダーの脱脂および
焼成工程である請求項2記載の電解加工用加工電極の作
製方法。8. The processing electrode material is glass, quartz or ceramics, the step of imparting fluidity is a step of kneading a binder and a powder of the processing electrode material, and the step of curing is a step of degreasing and removing the binder. 3. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 2, which is a firing step.
動性を付与する工程が、加熱により前記ポリマーを溶融
して液状化する工程であり、かつ硬化する工程が冷却工
程である請求項2記載の電解加工用加工電極の作製方
法。9. The process electrode material is a polymer, the step of imparting fluidity is a step of melting and liquefying the polymer by heating, and a step of curing is a cooling step. Method for producing a processed electrode for electrolytic processing.
前記型に充填する工程では、前記ポリマーを、流動性を
もつモノマーの状態で使用し、かつ前記モノマーを硬化
する工程が化学反応による重合である請求項2記載の電
解加工用加工電極の作製方法。10. The process electrode material is a polymer,
The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 2, wherein in the step of filling the mold, the polymer is used in a state of a monomer having fluidity, and the step of curing the monomer is polymerization by a chemical reaction. .
流動性を付与する工程が、前記ポリマーを有機溶媒中に
溶解する工程であり、かつ硬化する工程が前記有機溶媒
の蒸発、乾燥工程である請求項2記載の電解加工用加工
電極の作製方法。11. The processed electrode substrate is a polymer,
3. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 2, wherein the step of imparting fluidity is a step of dissolving the polymer in an organic solvent, and the step of curing is a step of evaporating and drying the organic solvent.
よりも化学的に酸化還元がされにくい安定な性状を有し
ており、前記導電性材料で被覆する工程が、電解めっ
き、無電解めっき、蒸着、スパッタリング、CVDのいず
れかの方法によりなされる請求項5あるいは請求項6記載
の電解加工用加工電極の作製方法。12. The conductive material has a stable property that is less susceptible to chemical oxidation and reduction than the processed electrode material, and the step of coating with the conductive material includes electroplating, electroless plating. 7. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to claim 5, wherein the electrode is formed by any one of a method of vapor deposition, sputtering, and CVD.
がされにくい安定な性状を有する金属であり、前記導電
性材料で被覆する工程が、電解めっき、無電解めっき、
蒸着、スパッタリング、CVDのいずれかの方法によりな
される請求項7〜11記載のいずれかに該当する電解加工
用加工電極の作製方法。13. The method according to claim 13, wherein the conductive material is a metal having a stable property that is not easily chemically redoxed, and the step of coating with the conductive material includes electrolytic plating, electroless plating,
12. The method for producing a processed electrode for electrolytic processing according to any one of claims 7 to 11, which is performed by any one of vapor deposition, sputtering, and CVD.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252512A JP2002059315A (en) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | Manufacturing method of electrochemical electrode |
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| JP2000252512A JP2002059315A (en) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | Manufacturing method of electrochemical electrode |
Publications (1)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004028721A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Nagoya Industrial Science Research Institute | Ultrafine hole punching method and punching machine |
-
2000
- 2000-08-23 JP JP2000252512A patent/JP2002059315A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004028721A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Nagoya Industrial Science Research Institute | Ultrafine hole punching method and punching machine |
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