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三好 真@御礼クラウドファンド完遂 @344Makoto
クラウドファンディング始めました。 「へら絞り法」の精度を検証しブラックホール撮像を目指す! academist-cf.com/projects/71
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北嶋絞製作所での口径2mアンテナの製作の様子。この作ったアンテナ面の精度を正確に知りたい。60ミクロン以下は確か。測定時の誤差が大きいので、本当はもっとよいはず。 pic.twitter.com/8lPumP15ry
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大師堂さんはへら絞りアンテナも使ってた。が、サブミリ波観測を安くやるため「へら絞りはどう?」と考えたのは春日さん(法政大)である。「面精度300μmくらいだろうから、研磨修正して、100μmにすれば、まあまあ使える」という。へら絞りで安く作り、あとの苦労はおまえがしろ、ということだった。 pic.twitter.com/npPmeRIP9z
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図:アンテナ抱える春日さん。2010年2月ころ。北嶋絞製作所にて。
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春日さんが行ってみようと言ったのが北嶋さんだった。 大田区京浜島、花田空港のそばの工場である。 アンテナとしては、大師堂さんの干渉計アンテナだけではなく。過去に口径3.8mのものまでへら絞りで製作していた。 kitajimashibori.co.jp
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北嶋さんはあとで調べてみると結構有名な会社であった。 youtube.com/watch?time_con…
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まず、口径1 mほどのアンテナを、既存の金型で作ってもらった。1 m以内なら国立天文台・技術センターにある精密三次元測定器で測定できるからである。 アンテナは1時間もしないうちに出来上がった (2009年11月ころ)。 pic.twitter.com/lH0YL859lh
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アンテナは厚み1.5 ミリのアルミ板。測定器はプローブが下りてきてアルミ面に触れたときの座標を計測する。このときアンテナを動かしてしまうのではないか?どうやったら正確に面の形を計測できるだろう。技術センターでは分厚くて変形しないものしか測ったことしかない。試行が行われた。 pic.twitter.com/YabGbqmQzK
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相談の結果、なにかを敷き、そこに置けば、アンテナ面は歪ませることなく、測定できるだろうということで、ビーズを箱にしきつめ、アンテナのせて三次元測定した。プローブの接触のうちにアンテナが埋まってゆく。推定40ミクロン不等沈下。失敗。(国立天文台技術センター・2010/02) pic.twitter.com/7MfcT8EYbf
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ビーズの寝床にアンテナ置いての三次元”精密”測定、データ解析してみると、意外にも120ミクロンという予想より3倍もいい数字がでた。いい気になって学会発表した。幸い?測定の専門家がいない分科会だったので、失笑も受けずに済んだ。 pic.twitter.com/a7MJyE3Uv5
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面精度は予想外に良かったものの、その数字のどこまでが測定の際の誤差なのか?また、3次式群で示される歪みはアンテナの形なのか?さっぱりわからない。どうせ測定精度はあがらないなら、適当に固定してもいいよね?ということで縁を支柱に乗せることにした(2010年6月ころ)。 pic.twitter.com/XToCj2ZB82
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支柱で縁を固定して、同じアンテナを測定したら、面精度60ミクロンという数字が出てしまった。今までの苦慮は何だったのだろう (2011年1月)。 pic.twitter.com/wrFv1zwneN
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このへら絞りアンテナ研究をすすめるクラウドファンディングをやっています。「へら絞り法」の精度を検証しブラックホール撮像を目指す! academist-cf.com/projects/71
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支柱固定でうまく測定できると判って、作った 2枚のアンテナの面精度を比較。 精度は2倍も違う。係数 aが違うので、異なる金型を使ったのだろう。職人さんの技量などでも変わるのだろうか?へら絞り加工の精度を決める要因は一つではないようだ。 pic.twitter.com/Fkj6mqz83A
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気になるのは再現性であった。金型の面形状をどれだけ正確にへら絞りアンテナ面は受け継いでいるのだろう?金型面とへら絞りアンテナ面を比べればいいのだが、金が無い。2枚作って、面がどれだけ一致する調べることにした。twitter.com/344Makoto/stat…
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当時、科研費(萌芽)で頂いたお金で1.8m 口径アンテナを二枚作り、大型三次元測定器で計測することにした。金型は新たに作るだけのお金は無かったので既存の古い、あんまり精度のよくないものを使った。
三好 真@御礼クラウドファンド完遂 @344Makoto
技術センタの岡田さんが探してくれたのが、京都・大津のクリスタル光学さんである。そこに東洋一でかい、3次元測定器があった。乗用車1台の形状が(数)ミクロンレベルの精度で測定できる。 crystal-opt.co.jp/contents/works…
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アカデミストさんで紹介してある写真(以下)は測定時のもの。支柱をアンテナの縁にたて、固定する方法を早速使った。 academist-cf.com/projects/71 pic.twitter.com/vd9rIysF8s
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4 cm間隔で1600点も測った。半分手動での計測なので一枚測るのに半日以上かかった。今考えると、格子間隔は10 cmで良かったと思う。面精度は250ミクロンくらいだが、これは金型自体の精度だと判る。2枚ともほとんど同じ形状になっているのだ。へら絞り加工精度はとてもよいだろうことがうかがわれた。 pic.twitter.com/cqciIUlpVH
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そして、さらに驚くべきことに、一旦つくったアンテナ面の精度は、重ねて置いておく、というテキトーな保管をしていても維持される。1m 口径のアンテナは4枚作ったが再度三次元測定をしてみると、精度は変わっていないのである。 pic.twitter.com/43s1VZ1Lox
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高精度の鏡面は大事に扱わないとゆがめてしまう!と思っていたが、扱いはテキトーでいいわけである。これは組立・解体・移設を繰り返したりするのに便利ということである。
三好 真@御礼クラウドファンド完遂 @344Makoto
ただし、厚みは1.5~3mmしかないので、ちょっとした外力で変形する。傾けたらどうなるかと思って実験したら、測定値は1ミリrmsになってしまった。みかけ、しっかり固定したつもりだったが、不均一な外力がかかったと思われる。 academist-cf.com/projects/71 pic.twitter.com/0gVmYQFwh1
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コメント

フジタ画伯 @fujitayouchan 2018-08-26 15:11:23
ブラックホールの撮像に成功すると、今まで人類の進歩を見守ってきたへら絞り星人が…
ちいさいおおかみ〜クリアカード編〜 @siu_long 2018-08-26 15:33:44
地道な作業を疎かにしたり軽んじると、凍むず品質になってしまう…。彼等も立派な技術者です。
kathryn @KathrynJpn 2018-08-26 16:06:45
素晴らしい技術者の皆さんに、ぜひ正当な報酬を支払うようにお願いします。アカデミズムの美名のもとに持ち出しになるようでは、いずれ技術が陳腐化してしまったり後継者が育ちません。せめて技術を特許などの知的財産権で押さえて、世界の最先端企業に売り込んでください。お願いします。
飛鳥明日香 @Asuka__M 2018-08-26 17:23:18
デジタルを支えるのはやはり枯れたアナログ技術の集大成なのだなあ
セバスチャン小林(裏) @Dongpo_Jushi_x 2018-08-26 17:45:24
ここまで精度出せるならニュートン式反射望遠鏡の主鏡も作れそうだな。
HWS Mk-1 @HWShosii 2018-08-26 19:02:47
へら絞りってここまで精度出るんだ
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-08-26 20:50:05
KathrynJpn 高精度アンテナの製作法として特許がとりたいと考えています。近い将来、テラヘルツ通信が始まれば、そのとき役に立つと期待しています。
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-08-26 20:51:53
Dongpo_Jushi_x 光学望遠鏡に使うには、このあと、精密研磨を加える必要があります。
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-08-26 20:53:56
HWShosii 精度をだすには(1)良い金型(2)アルミ板の残留応力の除去が欠かせません。 これら二つが精度のほとんどを決めている感じで、職人さんの加工能力(精度)は、(1)(2)に比べて張るかに良いです。
語るマン @katal_man 2018-08-26 23:35:07
ダイキャスト+プレス整形のマスプロ粗材製品なんかはプラマイ250μmの精度出すために木槌でカンカン叩いて追い込むような世界なんで(その代わり切削加工で100nm〜20μmの精度まで追い込むけど)、こういう少数生産品の追い込み方は見てて面白いですね
語るマン @katal_man 2018-08-26 23:38:54
粗さで言うなら多少面精度が要求される製品でσ<150μm程度ですか。にしても手作業でここまで追い込めるのはなかなか…
Hiro0138🤔㋿元年5月1日から本気出す @Hiro0138 2018-08-27 00:25:50
アンテナ造りっていうかもはや原器造りかと思える
ネワノ @One_of_Engineer 2018-08-27 11:06:58
全部をレーザートラッカーのみで測定しようとして無理が出ていそう。円筒座標でR,Θはレーザトラッカー、Z はレーザー変位計を用いて非接触としたほうが良いのではと思います。縦旋盤刃物台にトラッカーのターゲットと変位計設置、アンテナ外周数点との相対位置測定で変位計位置を確定させ、変位計で凹み深さを測定するといった方法などです。
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-08-27 16:16:27
One_of_Engineer レーザートラッカーではメーカさんの努力・工夫にもかかわらず、測定に誤差がかなりでてしまったので、改めて金型・作成したへら絞りアンテナ面とも超大型三次元測定器@クリスタル光学で測り直したいと思っています(そのためのクラウドファンドです)。
黒田クロ @kurotoya 2018-08-27 21:38:15
これを手作業で作り出す職人の腕が凄いのは事実として、同時にこれと同程度を電子制御で作れるようにはならんといかんのもまた事実だとは思う。職人の腕にいつまでも頼るのは美しいけれど技術立国としては間違っている。
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-08-28 09:19:28
kurotoya 最近はへら絞り加工する機械もあるようです(加工精度は知りませんが)。
hara41@Ingressポータル削除申請中 @hara41 2018-09-01 18:49:42
素晴らしい研究。この写真で出てくるプローブは測定力が大きいので、もっと測定力の小さいプローブをお勧めします。特に測定力でずれるならなおさら。
三好 真@もうすぐ鏡面精度測定実施 @344Makoto 2018-09-02 13:58:12
hara41 了解です。注意します。ご指摘ありがとうございます。
hara41@Ingressポータル削除申請中 @hara41 2018-09-14 18:39:18
お手伝いできるかどうか分からないのですが、お使いの三次元測定機メーカーの相談窓口に、こういうものを計りたいという相談をしてみてもらえませんか?
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