(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、当該バリ取りシステムが、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械に取り付け可能により特徴付けられ、前記バリ取りシステムが、
バリ取りのための電気エネルギーを制御および生成すべく、且つ、バリ取り工具ビットの非バリ取り位置からバリ取り位置の一定範囲までの移動を制御すべく構築および配置されたコントローラサブアセンブリであって、前記バリ取りのための電気エネルギーが、前記被加工材に損傷を与えずに被加工材のバリ取りが可能なように、１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュールで選択可能なエネルギーレベル、５ボルト〜１２０ボルトで選択可能な電位、および１ピコファラド〜１０，０００ピコファラドで選択可能な静電容量によって、特徴付けられる、コントローラサブアセンブリと、
前記コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械上で前記被加工材に前記可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムを固定すべく構築および配置された被加工材固定用サブアセンブリであって、これにより、前記被加工材が、バリ取りの際に、前記ＣＮＣ工作機械上に固定されたままである、被加工材固定用サブアセンブリと、
前記コントローラサブアセンブリから前記バリ取り工具ビットに前記バリ取りのための電気エネルギーを送るべく構築および配置された電気エネルギー伝送サブアセンブリとを含み、
前記コントローラサブアセンブリが、前記バリ取り工具ビットの移動を前記バリ取り位置の範囲に制御して、前記被加工材のバリ取りを行うべく前記電気エネルギーを生成することを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記被加工材固定用サブアセンブリが、研磨用コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械上で前記被加工材に前記バリ取りシステムを固定すべく更に構成されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記被加工材固定用サブアセンブリが、フライス加工用コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械上で前記被加工材に前記バリ取りシステムを固定すべく更に構成されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記被加工材固定用サブアセンブリが、回転コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械上で前記被加工材に前記バリ取りシステムを固定すべく更に構成されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、被加工材固定用サブアセンブリが、放電コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械上で前記被加工材に前記バリ取りシステムを固定すべく更に構成されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記ＣＮＣ工作機械で前記被加工材を作製するために用いられた前記工具ビットが、前記被加工材をバリ取りするために用いられたことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールを更に含み、前記電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールが前記バリ取り工具ビットを保持すべく構成および配置されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された前記電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールがスピンドル／コレットシステムを含むことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項９】
請求項７に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された前記電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールが二重Ｖ溝心棒保持部を含むことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記コントローラサブアセンブリが、固有振動数で動作すべく構成された抵抗コンデンサ（ＲＣ）バリ取り回路を更に含むことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、コントローラサブアセンブリが、波形生成器により選択された周波数を有するパルス直流電流（ＤＣ）生成器を有するバリ取り回路を更に含むことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記バリ取り工具ビットが、先端が丸い円錐形の円筒状工具ビット、平坦な先端を有する円筒状工具ビット、矩形の工具ビット、車輪型の工具ビット、およびテーパー工具ビットのうち１個を含むことを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記電気エネルギーが、更に２ナノジュール〜１６．５マイクロジュールで選択可能なエネルギーレベル、２０ボルト〜１００ボルトで選択可能な電位、および１０ピコファラド〜３，３００ピコファラドで選択可能な静電容量を有していることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、前記電気エネルギーが、更に８ナノジュール〜５３９のナノジュールで選択可能なエネルギーレベル、４０ボルト〜７０ボルトで選択可能な電位、および１０ピコファラド〜２２０ピコファラドで選択可能な静電容量を有していることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１５】
請求項１に記載の導電性の被加工材のための可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムにおいて、
前記バリ取りのための電気エネルギーが、８ナノジュール〜５３９のナノジュールで選択可能なエネルギーレベル、４０ボルト〜７０ボルトで選択可能な電位、および１０ピコファラド〜２２０ピコファラドで選択可能な静電容量を有し、
更に、前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールを含み、
前記電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールが前記バリ取り工具ビットを保持すべく構成および配置されていることを特徴とするバリ取りシステム。
【請求項１６】
コンピュータ数値制御工作機械に搭載された導電性の被加工材のバリ取りを行う方法において、
ａ）前記被加工材を製造した前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された前記被加工材をそのまま残すステップと、
ｂ）前記コンピュータ数値制御工作機械に微細放電バリ取り装置を取り付けるステップであって、前記微細放電バリ取り装置が、
前記コンピュータ数値制御工作機械と通信するコントローラと、
前記コントローラおよび前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載されたバリ取り工具ビットと通信するバリ取り回路とを含み、
前記コントローラが、電気エネルギーを生成して前記工具ビットに伝送するよう前記バリ取り回路に命令を与えるべく構成されていて、前記電気エネルギーが、前記被加工材に損傷を与えずに前記被加工材のバリ取りが可能なように、１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュールで選択可能なエネルギーレベル、５ボルト〜１２０ボルトで選択可能な電位、および１ピコファラド〜１０，０００ピコファラドで選択可能な静電容量により特徴付けられていて、
前記コントローラが、前記バリ取り工具ビットを前記被加工材の付近まで移動させるように前記コンピュータ数値制御工作機械に命令を与えるべく更に構成されているステップと、
ｃ）前記被加工材のバリ取りを行うべく前記微細放電バリ取り装置を動作させるステップにおいて、前記バリ取り工具ビットが前記被加工材の付近まで移動させられ、前記バリ取り工具ビットに電気エネルギーが送られることにより前記被加工材のバリ取りを行うステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のコンピュータ数値制御工作機械に搭載された被加工材のバリ取りを行う方法において、前記被加工材の製造に用いた前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された前記工具ビットを所定位置に残したまま、前記工具ビットを前記バリ取り工具ビットとして用いるステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータ数値制御工作機械に搭載された被加工材のバリ取りを行う方法において、前記コンピュータ数値制御工作機械が、コンピュータ数値制御放電工作機械を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載のコンピュータ数値制御工作機械に搭載された被加工材のバリ取りを行う方法において、電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールを前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載するステップを更に含み、前記電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールが前記コンピュータ数値制御工作機械に搭載された前記バリ取り工具ビットを保持すべく構成および配置されていることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載のコンピュータ数値制御工作機械に搭載された被加工材のバリ取りを行う方法において、前記コントローラが、更に、固有振動数で動作すべく構成された抵抗コンデンサ（ＲＣ）を回路を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１１月８日出願の米国仮特許出願第６１／７２４，１２０号に関連しており、同出願に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、被加工材の形成に用いる工作機械への搭載を意図された可搬型微細放電加工（μＥＤＭ）方式のバリ取りシステムを目的とする。本発明は、μＥＤＭの固有の特徴を利用して既存の工作機械プラットフォーム上の微細部品のバリ取りを行う。当該可搬型システムは、従来の（フライス加工、研削加工、旋盤加工等）コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械または放電加工（ＥＤＭ）ＣＮＣ工作機械のいずれかに搭載することができる。
【０００３】
本システムは、被加工材をバリ取り工具として形成するのに用いられる（従来のまたはＥＤＭ）工具ビットとも呼ばれる切削工具を用いるか、または任意選択的に、電気絶縁且つ可動搭載された放電バリ取り（ＥＤＤ）モジュールを用いて、バリ取り工具を工作機械に搭載することができる。バリ取り動作を行う間、被加工材は自身の製造に用いる工作機械に固定されたままであるため、被加工材をバリ取り動作用の別の工具へ移動させることによる誤操作を無くし、且つ余分な設定時間およびコストを省くことができる。
【０００４】
可搬型システムは、制御ボックス、制御ケーブル、およびバリ取り回路を含んでいる。バリ取り回路は、バリ取り用いる工具ビットに電気的に接続されている。当該工具ビットは、当該部分の加工に用いられるビットであってよく、または任意選択的に、可搬型システムはまた、各種の従来型および放電コンピュータ数値制御加工システムに搭載可能な電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールを更に含んでいる。
【背景技術】
【０００５】
急成長している光学機器、自動車、および医療機器の分野でより小型の微細加工された部品に対する需要が増すにつれて、これらの部品内でバリの影響も増大している。本明細書で一般的に称するように、バリは、加工後においても被加工材に付着して残留している材料またはケバ立った縁の細かい断片であるかもしれない。バリは、微細な導線、または表面の突出あるいは隆起した部分であるかもしれない。これらの不要なバリを除去する工程を一般にバリ取りと称する。
【０００６】
バリにより組み立ておよび動作の多くの問題が生じる。中でも、突出したバリにより電気的短絡、空気漏れ、機構の詰まり、疲労と応力の増大、液流および気流の乱れおよび非層流を引き起こす場合がある。バリは、組み立て作業者またはエンドユーザーを物理的に傷つける恐れがある。部品のサイズが小さいほどバリのサイズも小さくなるが、バリ対特徴サイズの比が増大するため、従来のバリ取り工程では重大な表面損傷が生じ始めている。ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ；ｖｏｌ．２０９，ｉｓｓｕｅ  １；１９  Ｊｕｌｙ  ２００９；ｐｐ  ５３９９−５４０６「Ｄｅｂｕｒｒｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｆｅａｔｕｒｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｍｉｃｒｏ―ＥＤＭ」；Ｊｅｏｎｇ，ｅｔ  ａｌを参照されたい。
【０００７】
各種の加工方法を用いて微細部品、例えばサイズがミリメートル未満またはサイズが１ミリメートル未満である特徴を含む部品を製造する。物理的な切削加工、フライス加工、掘削加工、旋盤加工等の従来の工程では必然的に、切削工具の界面における材料の可塑性に起因して材料の細かい断片が残ってしまう。改鋳バリは、例えばＥＤＭ工程から生じた表面における材料の凝固または再堆積の結果である。新型の加工システムにより微細部品および特徴の製造コストは低減するものの、これらの節減の大部分は陳腐化したバリ取り方法により相殺されてしまう。
【０００８】
バリ取りは、常に製造コストを抑える努力において後知恵であった。ある会社は、最初に製造拠点で数十万、更には数百万ドルもの投資を行うにも拘らず、部品のバリ取りおよび仕上げについて戦略的に考慮することは殆どない。顕微鏡を覗き込みながら小さいブレード、やすりおよび層状の化合物を有する個々の断片から微細なバリを除去する高給取りの技術者を採用している会社が依然として存在する。各々の特徴は、バリ取りに数分もの時間を要することがある。この反復的な工程は、従業員をストレス障害に晒し、および雇用者には更なる責任を負わせることになる。
【０００９】
現在、微細・部品および特徴からバリを除去する各種の方法が利用できる。これらの工程には、電気化学的研磨、研削仕上げ、熱バリ取り、および超音波加工、その他手作業によるバリ取りが含まれる。これらの方法の全てが加工技術と共に発展してきたにもかかわらず、各々に短所がある。
【００１０】
現在のバリ取り工程は、（望ましくないであろう）表面の損傷または過剰加工、部品の寸法変化、鋭い縁の鈍化、刃先の破損、またはエッチング残渣を除去するために追加的な洗浄工程を必要とする。多くの場合、微細部品および特徴は実際には、バリ取りに用いる工具および媒体よりも小さくなりつつある。医療産業および同分野における製品の不断の小型化に鑑みて、精度公差を維持しながらバリを除去することは単に品質の問題ではなく、健康および安全面でより重要な問題である。
【００１１】
一般に、バリ取りは２次的工程と考えられている。製造ステップは鉄器の発明以降存在しているのに拘わらず、製品の製造およびマーケティングの当初予算策定において殆ど注目されない。しかし、後知恵として、製品製造の裏側で相当の追加コストが生じ得る。
【００１２】
現在、微細加工部品のバリ取りを行う多くのアプローチがある。製品管理者は、材料、部品サイズ、特徴サイズおよび複雑を含む多くの変数に基づいて適切なバリ取り工程を決定しなければならない。
【００１３】
いくつかの例において、バリ取りは、被加工材または部品の製造に用いたのと同一プラットフォーム上で既に工程されているが、大幅な工具の変更が求められる。他の例において、部品を加工プラットフォームから取り外してレーザーまたは高圧研削ジェットを有するサードパーティＣＮＣ（コンピュータ数値制御された）機械によりバリ取りがなされる。多くの場合、被加工材は極めて複雑であるため、顕微鏡下で微細なやすりおよび工具を用いて手作業でバリ取りがなされる。これらの工程の各々には、元の機械加工工具および工具類から一または複数段階にわたり部品を取り外す必要があるという重大な短所がある。
【００１４】
同一プラットフォーム内で工具を交換することが、現時点で当該グループの最も有効なバリ取り方法である。完全接触工程においてバリを除去すべく従来型の工作機械に取り付けられた市販のマクロ工具および研磨ブラシがある。これらが最も有効な工程であるが、この種のバリ取り工具は、工具の消耗に対する照合および較正問題を扱えねばならず、部品を損傷させて寸法特性および精度を変えてしまう可能性が比較的高い。当該方法は、バリ取り工具のサイズが大きいため、微細特徴および微細部品には適用されていない。
【００１５】
別のバリ取り方法は、プラットフォームから部品を取り外してバリ取り専用の補助ＣＮＣ工作機械に固定するものである。本方法は、工程に追加的ステップおよび照合を加えるため、バリの高精度な除去が極めて困難になる。研磨媒体の高圧（＞５０ＭＰａ）ジェットを用いて部品のバリ取りおよび仕上げを行う流体研磨機も市販されている。いくつかの製造企業ではレーザーバリ取り技術もまた使用されている。
【００１６】
従って、バリ取り工程の後で工具の大幅な変更または部品の洗浄を必要としないプラットフォーム可搬型バリ取りシステムに対するニーズがある。そのようなバリ取りシステムは、被加工材の形成に用いる工作機械に搭載することができる。これにより、既存の工程と比較して効率化することによりコストが低減されると共に、１台の機械から別の機械へ被加工材を移動させることに伴う較正および照合の不正確さがなくなる。
【００１７】
また、バリ取り対象部品に機械的な力を加えないプラットフォーム可搬型バリ取りシステムに対するニーズもある。
【００１８】
また、以前に存在したバリまたは最終部品に施されたバリ取り工程の痕跡が殆ど無い実質的に無損傷の表面が得られる、残留クレーターのサイズが１００ｎｍ未満となるよう微細部品用に調整されたプラットフォーム可搬型バリ取りシステムに対するニーズもある。
【００１９】
微細放電加工（μＥＤＭ）は、微細（１ミリメートル未満と定義される）部品およびより大きい部品の微細特徴から不要なバリを除去することに専ら適している。これは局所化された非接触工程であって、全般的な表面仕上げ特徴または事前加工された部品の寸法に影響を及ぼさない。
【００２０】
好適な実施形態において、可搬型システムは制御装置、制御ケーブル、およびバリ取り回路を含んでいる。制御装置は、部品の製造に用いるＣＮＣ機械（従来型またはＥＤＭ）に制御ケーブルを介して接続されている。制御装置は、ＣＮＣ機械に信号を供給すると共に、バリ取り回路を介してバリ取り工具ビットに電気エネルギーを供給することができる。バリ取り回路は、バリ取りに用いる工具ビットに電気的に接続されている。当該工具ビットは、部品の加工に用いるビットであってよく、または任意選択的に、バリ取りシステムはまた、電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールおよび各種の従来型放電コンピュータ数値制御加工システムに搭載可能な工具ビットを更に含んでいてよい。バリ取り対象部品は常に、自身が製造された工作機械に固定されたままである。
【００２１】
微細部品の製造に用いる工具ビットが製造工程中は回転していることを理解されたい（例：２０１２年５月２日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０３６，１６８号であって２０１２年１１月８日にＷＯ２０１２／１５１３０８Ａ２として公開され、いずれも本明細書に全文を引用している本願出願人による先の出願「Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ  Ｂａｓｅｄ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ  Ｓｙｓｔｅｍ」に開示されたシステム）。同様に、本明細書に開示する携帯型μＥＤＭ方式のバリ取りシステムを用いてバリ取りを行う工具ビットもまた、バリ取り工程を行う間、用途に応じて回転している（またはしていない）場合がある。任意選択の電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールは、バリ取りに用いる工具ビットを回転可能なように構成されている。回転速度は、この種のフライス加工動作に用いる任意の通常の速度である。
【００２２】
微細部品の製造に用いる工作機械およびビットの特性に応じて、微細部品の製造に用いる工具ビット自身がバリ取り工具として用いられるか、または任意選択の動的に搭載されたＥＤＤモジュールおよび各種の従来型加工センターおよび放電加工システムに搭載可能な工具ビットがバリ取り工具ビットとして用いられる。微細部品の製造に用いる工具ビットが導電性を有し、且つ微細部品の製造に用いるＣＮＣ機械（従来型がＥＤＭに拘わらず）から電気的に絶縁されているか絶縁可能である場合、工具ビット自身をμＥＤＭ方式のバリ取り工具として用いることができる。
【００２３】
微細部品の製造に用いる工具ビットが導電性を有していないが、微細部品の製造に用いるＣＮＣ機械（従来型かＥＤＭに拘わらず）から電気的に絶縁されているか絶縁可能である場合、バリ取り動作を実行するために微細部品の製造に用いるＣＮＣ機械に適切なバリ取り工具ビットを搭載することができる。
【００２４】
最後に、微細部品の製造に用いる工具ビットが電気的に絶縁可能でない場合、電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールおよび各種の従来型放電コンピュータ数値制御加工システムに搭載可能な工具ビットがＣＮＣ機械に搭載されてバリ取り工具ビットからとして用いられる。
【００２５】
典型的に、誘電体がバリ取り工具と被加工材の間に設けられている。ＥＤＭ−３０、Ｉｏｎｏｐｌｕｓ３０００、ＥＤＭ１８５、ＥＤＭ３００１  Ｌｉｔｅ、ＥＤＭ  Ｃｌｅａｒ３、ＥＤＭ３０３３、脱イオン水、空気、アルゴンまたは窒素を含む任意の通常の誘電体を用いることができるが、これらに限定されない。工具ビットおよび被加工材は、誘電体の槽に浸されて、誘電体を掛け流すか、誘電体をスプレーまたは噴霧してもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従って、本開示の目的は、本明細書に開示する他の特徴および利点と合わせて、バリ取り動作を実行するためにバリ取り対象部品または被加工材が製造プラットフォームに固定されたままで各種の既存コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）された従来型およびＥＤＭ工作機械に取り付け可能な可搬型微細放電加工方式のバリ取りシステムを提供することである。
【００２７】
本開示の別の目的は、本明細書に開示する他の特徴および利点と合わせて、バリ除去用に別個のバリ取り機械へ部品を移動する必要がない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００２８】
本開示の更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリ取り対象部品に機械的応力を加えない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００２９】
本開示の更に別の目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリ取り対象部品に熱的応力を加えない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３０】
本開示のまた更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリ取り対象部品の全般的な表面仕上げに影響を及ぼさない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３１】
本開示の更に別の目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリ取り対象部品に損傷を与えない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３２】
本開示の更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、部品を過剰加工しない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３３】
本開示のまた更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、部品または特徴の寸法を変えない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３４】
本開示の更に他の目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、部品の鋭い縁を鈍化させない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３５】
本開示のまた更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、部品の縁を壊さない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３６】
本開示の他の更なる目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリ取り残渣を除去するための追加的な洗浄工程を必要としない可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【００３７】
本開示の更に他の目的は、本明細書に開示する他の特徴および効果と利点と合わせて、バリと周囲の基板を効果的に区別するプラットフォーム可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
以下の開示に、上述の利点を提供しながら、同時に運用コストが比較的低く、且つ例外的な精度および操作性を有すると共に、部品を製造した工作機械プラットフォーム上に搭載されたままで微細部品のバリ取りを行うμＥＤＭに固有の特徴を提供するプラットフォーム可搬型のμＥＤＭバリ取り装置を提供する。
後続の詳細な記述において、以下の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、各種のバリを示す図である。
【図２】図２は、好適な実施形態の一部を示す模式図である。
【図３】図３は、好適な実施形態の一部の模式的回路図である。
【図４】図４は、好適な実施形態で使用可能なプローブおよびμＥＤＭビットを測定する例を示す写真である。
【図５】図５は、好適な実施形態で使用可能なプローブおよびμＥＤＭビットを測定する例を示す写真である。
【図６】図６は、好適な実施形態で使用可能な工具ビットの例を示す写真である。
【図７】図７は、好適な実施形態で使用可能な工具ビットの追加的な例を示す写真である。
【図８】図８は、好適な実施形態を用いて部分的にバリ取りされた部品の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
微細部品の製造に用いる工作機械上で微細部品からバリを除去するμＥＤＭバリ取りシステムを開示する。本システムは、可搬型であって、好適な実施形態において、制御ボックス、制御ケーブル、作業工具に電気的に接続可能なバリ取り回路および任意選択の電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールを含んでいる。本システムは、各種の従来型放電加工システムに搭載可能である。
【００４１】
動作原理
従来型のμＥＤＭ加工は、材料浸食製造工程である。プラズマ泡内の電気スパークを用いて導電性の被加工材から材料を侵食して所望の形状を形成する。工具電極は「工具ビット」とも称されるが、工具電極を意味するものと理解されたい。当該工具ビットおよび被加工材は電位が掛けられて誘電性流体に浸される。最初に、工具ビットが被加工材に接近するにつれて、誘電性流体が絶縁体として作用することで電場を増大させることができる。しかし、工具ビットが被加工材に更に近づくにつれて、電場が誘電体を分解して工具ビットと被加工材の間にプラズマ泡が形成される。当該プラズマは被加工材から工具ビットに向かうエネルギー、すなわちスパークの流れを生じさせ、被加工材から材料を蒸発させ、工具電極からもより少ない量を蒸発させる。このエネルギー流はシステム内のエネルギーを消耗させるため、工具ビットと被加工材の間の電位を等化させ、電場を破壊してスパーク事象を終了させる。蒸発した材料の粒子は冷却し、誘電性流体により流出させられる。電流が途絶えたことで、コンデンサは再充電されて工具ビットと被加工材の間に電場および電位を再度印加する。
【００４２】
μＥＤＭスパーク技術は、微細部品および特徴のバリ取りに良く適している。当該技術は被加工材の回りに一貫したスパークギャップを維持することができる。当該スパークギャップは、各種のエネルギー選択により調整可能であるため、各種寸法のバリに対して荒削りから仕上げまで効率的なバリ取りパスを生成する能力が高まる。最も微妙な状態において、残るクレーターのサイズが１００ナノメートル未満であるため、以前に存在したバリまたは最終部品に施されたバリ取り工程の痕跡が殆ど無い実質的に無損傷の表面が得られる。
【００４３】
μＥＤＭはまた、被加工材に機械的な力を加えず、材料の熱特性が異なることからバリと被加工材基板を効果的に区別する。バリは被加工材基板よりもはるかに薄い材料であるため、抵抗加熱により影響されやすく、一塊の被加工材が有害な残留熱に晒される前に、より低い印加エネルギーにより摩耗してしまう。
【００４４】
バリの例として、加工またはせん断の結果として被加工材端で生じた塑性的に歪んだ材料を含んでいる。バリは一般に、当該バリを囲む２表面の理論的交差を通って延在する全ての金属を含んでいるが、いくつかの例において、バリは理論的交差の内側に存在し得る。バリは鋭いギザギザの突起、固く付着したかまたは緩くぶら下がった突起であり得る。バリは材料が縁で膨張したものであり得る。
【００４５】
微細バリは一般に、典型的に厚さが０．０００５インチ（１２．７ミクロン）以下であることから巨視的バリとは区別される。微細バリはまた典型的に、バリ高が０．０００４インチ（１０ミクロン）以下であることを特徴とする。
【００４６】
可搬型のμＥＤＭ装置を利用する開示技術は、巨視的および微細バリの両方を除去することができる。従って、用語「バリ」は、巨視的または微細バリに拘わらず任意のバリを意味するものと理解されたい。
【実施例】
【００４７】
図１に、開示するμＥＤＭバリ取り装置により除去可能な典型的なバリの種類および形状を示す。好適な実施形態において、バリ取りの前に、μＥＤＭのバリ除去能力を定量化することが好適である。図１に示すように、主なバリの位置は、３個のカテゴリ、すなわち出口、入口、および上面に分類される。これらのグループ内には上向き削り、下向き削りおよび底面バリがある。
【００４８】
好適な実施形態は従来型のバリ取り方法よりも優れた三つの一般的利点をもたらす。第一に、好適な実施形態は、局所的なバリだけに影響を及ぼして被加工材に掛かる応力は最小限に抑えるべく動作範囲が限定された工程を提供する。
【００４９】
第２に、好適な実施形態は、被加工材の製造に用いられた既存の製造プラットフォームまたは工作機械の上に搭載可能であって、被加工材が製造プラットフォームまたは工作機械に置かれたままにするシステムを提供する。この特徴は従って、較正操作を実質的になくし、被加工材が当初製造された際の精度を維持する。被加工材を製造されたのと同一プラットフォーム上に保持することにより、通常利用できるよりも高い精度のバリ取りを実現することができる。移動経路および機械的コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機能は、被加工材の作成時に既に設定されていたものと同一である。この精度で、直径が５μｍ程度の小さいバリ取り工具ビットを用いて、最も狭い隅においてもバリを除去することができる。これは、従来型工具またはバリ取り媒体によるものよりも極めて小さい。
【００５０】
第３に、被加工材の製造に用いる工作機械に搭載された工具ビットが適切な電気的特性（最大抵抗率１００Ω−ｃｍであって電気的に絶縁されているかまたは絶縁可能である）を有する用途では、被加工材が仕上げられたときに工具ビットを所定位置に置いたまま、同一工具ビットを用いて被加工材のバリ取りを行うことができるため、バリ取り動作が更に正確および高精度になる。
【００５１】
一般に、好適な実施形態を用いて、最大抵抗率１００Ω−ｃｍである導電性材料で作られた任意の被加工材のバリ取りを行うことができるものと期待される。そのような材料の非限定的なリストには、アルミニウム、ベリリウム−銅合金、真鍮、銅、金、イリジウム、鉛、モリブデン、ニッケル、ニッケル−チタン合金、パラジウム、プラチナ、レニウム、ステンレス鋼、鋼、タンタル、チタン、工具鋼、タングステン、銀、スズ、ハステロイ、インコネル、インバール、およびコバールが含まれる。
【００５２】
図２は、本発明のμＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２の好適な実施形態を示す模式図である。本実施形態のμＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２を動作させる制御装置２６、制御ケーブル２８、およびバリ取り回路２４を含んでいる。制御装置２６は、制御ケーブル２８を介してＣＮＣ機械１６のインターフェースボックス（図示せず）に接続されている。ＣＮＣ機械１６は従来型またはＥＤＭに拘わらず任意の種類であってよい。バリ取り対象の被加工材１００は、ＣＮＣ機械１６に搭載されたままである。
【００５３】
ＣＮＣ機械１６は、工具ビット１４を保持する電気的に絶縁されたスピンドル３０を有している。工具ビット１４はバリ取り動作を行う間、用途に応じて回転していてもいなくてもよいことを理解されたい。電気的に絶縁されたスピンドル３０および工具ビット１４は被加工材１００の加工に用いたスピンドルまたは工具ビットであってよく、または任意選択的に、被加工材１００の加工に用いたスピンドルおよび工具ビットを電気的に絶縁されておらず且つ電気的に絶縁不可能な場合、被加工材１００の加工に用いた動的に搭載された（ＥＤＤ）モジュールおよび工具ビットで代替されてもよい。
【００５４】
同図に示すように、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は、工具１４および被加工材１００に電気的に接続されたバリ取り回路２４（放電回路としても知られる）を含んでいる。バリ取り回路２４は、選択された成分値の固有振動数で動作する抵抗コンデンサ（ＲＣ）回路を含んでいる。図３に、バリ取り回路２４の好適な実施形態のより詳細な回路レイアウトを示す。図３のバリ取り回路２４は、工具１４へのバリ取り接続部５０を含んでいる。図３のバリ取り回路２４はまた、制御ケーブル２８を介してＣＮＣ機械１６に供給される制御装置回路信号７０を含んでいる。代替的な実施形態において、バリ取り回路２４は、波形生成器により選択された周波数を有するパルス直流電流（ＤＣ）生成器を含んでいてよい。また、特定の用途での利用が望ましい場合、無線信号送信を実行できることが期待される。
【００５５】
図２に示すように、接地接続部８０は、ＣＮＣ１６機械接地点をバリ取り回路２４の接地点に結合する。最適には、適切な接地を最良に保証するために、接続部８０は被加工材１００の可能な限り近くに配置されている。
【００５６】
各種の実施形態において、バリ取り回路２４は、１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュール、５ボルト〜１２０ボルト、および１ピコファラド〜１０，０００ピコファラド（ｐＦ）の間で動作すべく設計されている。例えば、一実施形態において、バリ取り回路２４は、被加工材１００の損傷を防止しながらバリの除去を最適化すべく１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュール、５ボルト〜１２０ボルト、および１ピコファラド〜１０，０００ピコファラド（ｐＦ）の間で動作すべく設計されている。より好適な実施形態において、バリ取り回路２４は、２ナノジュール〜１６．５マイクロジュール、２０ボルト〜１００ボルト、および１０ピコファラド〜３，３００ピコファラドの間で好適に好動作すべく設計されている。更により好適な実施形態において、バリ取り回路２４は、８ナノジュール〜５３９のナノジュール、４０ボルト〜７０ボルト、および１０ピコファラド〜２２０ピコファラドの間で好適に動作すべく設計されている。これらは、被加工材１００の損傷を防止しながらバリの除去を最大化するものと期待されるエネルギーレベル、電位、および静電容量である。しかし、本明細書の開示から一般的に明らかなように、バリ取り回路２４は、適切なバリ取り能力をもたらす任意の電気エネルギーレベルで動作すべく設計されていてよい。
【００５７】
図２の実施形態において、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は更に、ＣＮＣ機械１６にトリガ信号を送るコントローラ２６を含んでいる。コントローラ２６は、制御ケーブル２８を介してＣＮＣ機械１６に接続されている。コントローラ２６は、ユーザから独立した閉ループのバリ取りシステムを提供する符号化命令（ソフトウェアおよび／またはハードウェア）を含んでいてよい。μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は好適には、プラットフォーム独立であって、バリ取り回路２４を介して、各種のサードパーティ加工プラットフォーム上で工具ビット１４に適切なバリ取りエネルギーを提供することが可能な必要な入出力（Ｉ／Ｏ）を提供することができる。これにより、サードパーティのプラットフォーム上の既存の機械加工要素と協働するオンボードのμＥＤＭ方式のバリ取りシステムとして機能する、サードパーティのプラットフォームに搭載可能な可搬型のμＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２が得られる。μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は好適には、自己適応型の微細加工プラットフォームとして、サードパーティのプラットフォームと直接協働することができる。
【００５８】
図２に示すように、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は、別個の構成要素である。しかし、代替的な実施形態において、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２は、ＣＮＣ機械１６の構成要素または特徴として製造されていてよい。
【００５９】
図２に更に示すようＣＮＣ機械１６は、工具ビット１４および電気的に絶縁されたスピンドルまたは電気絶縁且つ可動搭載された（ＥＤＤ）モジュール３０を、ＣＮＣ機械１６上の被加工材１００に対して位置合わせを行うポジショナ３４を含んでいる。任意選択的に、ポジショナ３４は、少なくとも１個の運動軸に沿って、好適には複数個の運動軸に沿って工具ビット１４を移動させることができる。ポジショナ３４は、制御ケーブル２８を介してポジショナ３４と通信する制御装置２６を介してμＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２から制御可能である。
【００６０】
より好適には、電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュール３０は、工具ビット１４をＣＮＣ機械１６から取り外し、その後位置較正を殆どまたは全く必要とせずに追加的なバリ取りを行うべく復帰（または異なる工具と交換）可能にする二重Ｖ溝心棒保持部である。二重Ｖ溝心棒保持部は、心棒間の位置精度を０．２５０ミクロン未満に維持する。この特徴により、微細製造された部品を加工プラットフォームから取り外す前に、微細製造された部品を元の位置で、部品の製造に用いた工具ビット（適切な種類である場合）または他の適当な工具ビットを用いてバリ取りすることが可能になる。代替的な実施形態において、電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュール３０は、例えば、スピンドル／コレットシステムまたはチャック付き工具ビットを含む、工具ビット１４をＣＮＣ機械１６に接続する他の機構を含んでいてもよい。
【００６１】
工具ビット１４は、バリ取り対象の被加工材１００の形状および材料に応じて、各種の形状およびサイズを有していてよい。図４に、先端が丸い円錐形をなす円筒状の工具ビットを含む工具ビット１４を示す。図５．１〜５．７に、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２と共に使用できる代替的な工具ビットを示す。より具体的には、図５．１に、縦横比が高い形状用の工具ビットを示す。図５．２に、先端が丸い工具ビットを示す。図５．３に、側壁、逆テーパーおよびスレッドを含むがこれらに限定されない各種の特徴のバリ取りに用いる円盤または車輪型の工具ビットを示す。図５．４に、全般的に円筒状の工具ビットを示す。図５．５に、先端７０ミクロンのボール型の工具ビットを示す。図５．６に、内側隅の曲面のバリ取り用に回転しない矩形の工具ビットを示す。図５．７に、Ｖ溝および先細りの穴の内側の底部曲面のバリ取り専用の工具ビットを示す。
【００６２】
図６、７に、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２と共に使用できる工具ビットの更なる例を示す。無論、工具ビット１４は図４〜７の形状に限定されず、部品のバリ取りに必要な任意の形状を有するものと理解されたい。最適には、抵抗率が１００Ω−ｃｍ以下であって、製造機械から電気的に絶縁可能である限り、バリ取り対象部品の製造に用いる任意の工具ビットが適している。
【００６３】
表１に、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２での使用に適した工具ビット材料の例の一覧を示す。
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【００６４】
表２に、μＥＤＭ方式のバリ取りシステム１２での使用に適した工具ビット種類の例の一覧を示す。
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【００６５】
図１に更に示すようＣＮＣ機械１６は、加工物表面２０を有するタンク１８を含んでいる。被加工材１００がプラットフォーム３２上に搭載されている。好適には、タンク１８は誘電性流体２２で満たされているが、これは必須ではない。誘電性流体２２は使用に際して、スプレー、掛け流し、または噴霧してもよい。
【００６６】
誘電性流体２２は、脱イオン水、標準的な加工冷却剤、空気、アルゴンまたは窒素等の気体、標準的なμＥＤＭ誘電性流体または誘電油を含んでいてよい。誘電性流体の例を表３に一覧で示す。
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【００６７】
動作時において、μＥＤＭバリ取りシステム１２は、制御ケーブル２８を介してＣＮＣ機械１６に取り付けられていて、バリ取り回路２４は、バリ取り接続部５０を介して工具ビット１４にブラシシステム等の任意の適当な手段を介して電気的に接続されている。被加工材１００は、既に接地されていなければ接地点に接続されている。図２に示すように、接地接続部８０は、ＣＮＣ機械１６の接地点をバリ取り回路２４の接地点と接合する。最適には、接続部８０は可能な限りに被加工材１００の近くにある。
【００６８】
μＥＤＭバリ取りシステム１２は、コントローラ２６と協働して、除去されるバリの種類に応じて望まれる機械コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機能により提供される適切な移動経路を通って工具ビット１４を移動させるようＣＮＣ機械１６に指示する。これらの移動経路は、被加工材１００が作成された時点で設定されていたものと同一であっても、または、所望の後続する別の移動経路および機械コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機能であってもよい。
【００６９】
工具ビット１４を、当該加工パスを通って移動させる間、コントローラ２６はまた、バリ取り回路２４を介して、被加工材１００のバリ取りに適した電気エネルギーを供給する。最適に、被加工材１００は、バリ取り動作が生起している間に最後の加工パスの後で、所定の位置に保たれる。
【００７０】
工具ビット１４は、被加工材１００がＣＮＣ機械１６内で作成された時点で設定されていたのと同一の移動経路および機械コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機能を通って移動させられるため、被加工材１００と工具ビット１４の間の隙間が充分小さいため、誘電破壊が生じて被加工材１００のバリ取りが行われる。誘電破壊から生じるスパークエネルギーはバリの除去には充分に高いが、被加工材１００を損傷させることはない。
【００７１】
一例において、誘電破壊から生じるスパークエネルギーは１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュールである。別の例では、誘電破壊から生じるスパークエネルギーは２ナノジュール〜１６．５マイクロジュールである。更に別の例において、誘電破壊から生じるスパークエネルギーは、８ナノジュール〜５３９ナノジュールである。
【００７２】
図８に、部品の加工に用いた工具ビットをバリ取り工具ビットとして用いて従来方法で加工された部品に対する開示のμＥＤＭバリ取りシステムの効果の電子顕微鏡写真を示す。顕微鏡写真は、従来型カーバイド高速工具ビットを用いて３５０００ＲＰＭで幅５００ミクロンの溝をステンレス鋼に加工したものを示す。開示のμＥＤＭバリ取りシステムは、フライス加工された被加工材を工作機械の所定位置に残して、上述のように溝のフライス加工に用いた工作機械を取り付けられ、溝の加工に用いたのと同一のプラットフォームおよび工具ビットを用いて、誘電性流体としてＣＬＣ  Ｃｈｅｍ  Ｆｉｎｉｓｈ  ＥＤＭ−３０（ＣＬＣ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ、Ｇｅｎｅｖａ、ＩＬ）を使用して溝の底部のバリを８０Ｖおよび２２０ｐＦで除去した。顕微鏡写真に示すように、溝の上面は、比較のためにバリ取りせずに残してある。
【００７３】
従って、好適な実施形態に示すように、制御ケーブルを介して制御ボックスがＣＮＣ機械的インターフェースボックスに取り付けられ、バリ取り回路はＣＮＣ機械の作業工具ビットに取り付けられる。作業工具ビットに電流が送られ、当該電流は制御ボックスにより制御される。バリ取り動作を実行すべく、制御ボックスはバリ取り対象部品上の加工パスを辿るようＣＮＣ機械を起動する一方、バリ取り回路を介して工具ビット（この時点ではμＥＤＭ方式のバリ取り工具として使用されている）に適切な量の電流が送られる。これにより部品のバリが除去される。
【００７４】
動作シーケンスの例は以下の通りである。制御ボックスは、バリ取り加工パスとして、部品の上を通る最後に設定された加工パスを辿るようＣＮＣ機械を起動することができる。制御ボックスはまた、例えばバリ取り動作を実行すべく部品の表面から所定距離だけ離れるように最後に設定された加工パスを修正したパスを辿るようＣＮＣ機械を起動することができる。代替的に、制御ボックスは、例えば印加する電気エネルギーまたは部品からの距離等、異なるパラメータで複数のバリ取りパスを実行するようＣＮＣ機械を起動することができる。制御ボックスはまた、除去するバリの種類に応じて必要となる後続の代替的移動経路を辿るようＣＮＣ機械を起動することができる。
【００７５】
制御ボックスは、制御ケーブルを介してＣＮＣ機械のインターフェースボックスに取り付けられていてよい。任意選択としての電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールおよびμＥＤＭ方式のバリ取り工具ビットはＣＮＣ機械に搭載されていてよい。バリ取り回路は当該工具ビットに取り付けられている。任意選択としての電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールおよびμＥＤＭ方式のバリ取り工具ビットは、各種の従来型および放電コンピュータ数値制御加工システムに搭載可能である。
【００７６】
バリ取り回路は、電流がバリ取り工具へ送られ、電流が制御ボックスにより制御されるように当該工具ビットに取り付けられている。バリ取り動作は次いで、部品のバリを除去すべくバリ取り回路を介してμＥＤＭ方式のバリ取り工具ビットに適切な電流が送られる間、例えばバリ取り対象部品の上を通る最後に設定された加工パスを辿るようＣＮＣ機械に指示する制御ボックスにより実行される。
【００７７】
従って、プラットフォーム可搬型のμＥＤＭバリ取り装置は、制御ボックス、制御ケーブル、作業工具および任意選択の電気絶縁且つ可動搭載されたＥＤＤモジュールおよび工具ビットに電気的に接続可能なバリ取り回路を含んでいる。プラットフォーム可搬型のμＥＤＭバリ取り装置は、バリ取り動作を実行するためにバリ取り対象部品を製造したプラットフォームから移動させる必要がないように、新たな製造プラットフォームに追加することも、または既存の製造プラットフォームに組み込むこともできる。
【００７８】
一実施形態において、バリ取り動作を遂行するためにバリ取り対象部品を加工した製造プラットフォームから移動させない。可搬型機器は、既存の機械の作業工具ビットをμＥＤＭバリ取り工具ビットとして用いる。
【００７９】
別の実施形態において、μＥＤＭバリ取り工具ビットは別個の、電気的に絶縁されて、動的に搭載されたＥＤＤモジュールおよびバリ取り工具ビットである。
【００８０】
μＥＤＭバリ取り工具ビットが最大抵抗率１００Ω−ｃｍの導電性材料を含むことが好適である。より好適には、μＥＤＭバリ取り工具ビットはタングステン、鋼、黒鉛、カーバイド、銅、真鍮またはモリブデンを含んでいる。被加工材は好適には、例えばアルミニウム、ベリリウム銅合金、真鍮、銅、金、イリジウム、鉛、モリブデン、ニッケル、ニッケル−チタン合金、パラジウム、プラチナ、レニウム、ステンレス鋼、鋼、タンタル、チタン、工具鋼、タングステン、銀、スズ、ハステロイ、インコネル、アンバー、および／またはコバール等の導電性材料を含んでいる。
【００８１】
μＥＤＭ方式のバリ取り装置が、被加工材の損傷を防止しながらバリ除去を最大化するものと期待されるエネルギーレベル、電位、および静電容量で動作することが更に好適である。例えば、これらの条件は、１２．５ピコジュール〜７２マイクロジュール、５ボルト〜１２０ボルト、および１ピコファラド〜１０，０００ピコファラドの間にあるように選択できる。代替的に、これらの条件は、２ナノジュール〜１６．５マイクロジュール、２０ボルト〜１００ボルト、および１０ピコファラド〜３，３００ピコファラドの間にあるように選択することができる。これらの条件の代替的な別の範囲は、８ナノジュール〜５３９のナノジュール、４０ボルト〜７０ボルト、および１０ピコファラド〜２２０ピコファラドの間にあるように選択することができる。
【００８２】
誘電性流体は、誘電油、Ｒｕｓｔｌｉｃｋ  ＥＤＭ−３０、Ｉｏｎｏｐｌｕｓ３０００、ＥＤＭ１８５、ＥＤＭ３００１Ｌｉｔｅ、ＥＤＭ  Ｃｌｅａｒ３、ＥＤＭ３０３３、脱イオン水、空気、アルゴンまたは窒素等の気体、および機械冷却剤からなるグループから選択することができる。
【００８３】
μＥＤＭバリ取り装置により生じる最大表面粗さＲｍａｘが（表面の最も低い谷に対する最も高い峰の高さとして定義）が約２ミクロン未満であることが好適である。更に好適には、μＥＤＭバリ取り装置により生じる最大表面粗さＲｍａｘは約１ミクロン未満である。また更に好適には、μＥＤＭバリ取り装置により生じる最大表面粗さＲｍａｘは約１００ナノメートル未満である。また更に好適には、μＥＤＭバリ取り装置により生じる最大表面粗さＲｍａｘは約７０ナノメートル未満である。理想的には、μＥＤＭバリ取り装置により生じる最大表面粗さＲｍａｘは約３０ナノメートル未満である。
【００８４】
上述の実施形態はあらゆる点で例示的であって限定的でなく、従って本発明の範囲は上の記述ではなく添付の請求項により示されるものと理解されたい。当業者には、上記にも拘わらず変型、置換および他の変更が本発明の範囲および請求項の範囲内に含まれる旨を認識されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５．１】
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【図５．２】
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【図５．３】
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【図５．４】
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【図５．５】
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【図５．６】
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【図５．７】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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