(Translated by https://www.hiragana.jp/)
機械を作る機械は・・・最初はどうやって作る? -常々疑問に思っている- 工学 | 教えて!goo

幼稚園ようちえん時代じだいなんくみ」でしたか?

常々つねづね疑問ぎもんおもっていることがあります。

業界ぎょうかいまったえんのないど素人しろうと素朴そぼく疑問ぎもんですので,かんがかた間違まちがっていたり,意味いみ不明ふめい場合ばあいはご指摘してきください。

近年きんねん,パソコンやスマートフォンなど,ハイテク製品せいひん発展はってんまぐるしいですね。

たとえば人間にんげん肉眼にくがんではとても回路かいろ確認かくにんできないような非常ひじょうこまかい半導体はんどうたい製品せいひんなどは,
産業さんぎょうようロボットがそれらを製造せいぞうしているとおもいますが,
そういった産業さんぎょうようロボットそのものをつく工場こうじょうもあるとおもいます。
またそれらをつく工場こうじょうもあり・・・・
かえしていくと,結局けっきょく最後さいごひとつくらざるをえないようながします。
しかし,現代げんだい精密せいみつ電子でんし機器きき人間にんげんではハンダけさえも困難こんなんおもえます。

高性能こうせいのう機械きかいつくるためには,それをつく機械きかいはさらに高性能こうせいのうでなければならない」 と常識じょうしきてきおもいますが,
これは非常ひじょう矛盾むじゅんしており,困難こんなんだとかんじます。
しかし,げん技術ぎじゅつ進歩しんぽつづけています。
CPUなどはナノ単位たんい世界せかいですよね。どんどんちいさくなり高性能こうせいのうになっています。


実際じっさいに,ハイテク製品せいひんは,どのようにまれ,どうやって製造せいぞうされているのでしょうか。

A 回答かいとう (5けん)

おや」の機械きかいから「」の機械きかいかって、「誤差ごさ」をちいさくしていくことができます。



おや」が普通ふつう人間にんげん手道具てどうぐ使つかって加工かこうする場合ばあい、その加工かこう部品ぶひん精度せいどが±0.5mm程度ていどだとします。
しかし、その精度せいど加工かこうされた部品ぶひんたててててつくられた加工かこうせる精度せいどは、±0.5mmよりちいさくできるので、よりちいさな部品ぶひん精度せいどよく加工かこうできるようになる。 (固定こていネジなどによる精密せいみつ位置決いちぎめが可能かのうになるのでほろ調整ちょうせいができ、おや部品ぶひんよりも加工かこう精度せいどげられる)
で、その「加工かこう」で加工かこうした「部品ぶひん」を使つかっててられた「まご加工かこう」の加工かこう精度せいどさらげられ、もっと精細せいさい加工かこう可能かのうになる。
・・・そんなかんじですね。


「きさげ」によるじょうばん平滑へいかつ加工かこうなんかわかりやすいとおもいますよ。
現代げんだいでも相変あいかわらず重要じゅうような「たくみ仕事しごと」です。是非ぜひいち調しらべてみてください。

機械きかいつく機械きかいは・・・最初さいしょはどうやってつくる?



機械きかい発祥はっしょう産業さんぎょう革命かくめいおこったイギリスです。日本にっぽんはかなりおくれて近代きんだい産業さんぎょうげましたので、外国がいこくから輸入ゆにゅうされてくる機械きかい製品せいひん自分じぶんつくることは出来できませんでした。
で、
これではいかん、と機械きかいつく機械きかい輸入ゆにゅうしました。
旋盤せんばんとかいう基本きほんてき工作こうさく機械きかいです。
イギリスから旋盤せんばんは、旋盤せんばんつく旋盤せんばんつくられた旋盤せんばんでした。
イギリスには最初さいしょつくられた旋盤せんばんがあって、それで旋盤せんばんつくっていたのです。
マザーマシン、といって、部品ぶひんはいわゆるたくみ、マスターが苦労くろうして手作てづくりしたものでした。
もっとも、手作てづくりできる範囲はんい機械きかい補助ほじょ工具こうぐ総動員そうどういんさせて、時間じかんをかけてつくったのでしょう。
つまり、初期しょき機械きかい精度せいど技能ぎのうすぐれた人間にんげんが、時間じかんをかけて、不完全ふかんぜん道具どうぐから、経験けいけんかんつくげたのです。

日本にっぽん英国えいこくからすれば子供こども旋盤せんばん日本にっぽんでのマザーマシンになったのです。
つまり、それらは不完全ふかんぜん機械きかいでしたが、懸命けんめい日本にっぽん技能ぎのうしゃうでみがいて、時間じかんをかけてよりよい機械きかいをそれからつくっていったのです。機械きかい人間にんげんのコラボですね。
そうしながら日本にっぽんでもマザーマシンがつくれるようになりました。
懸命けんめい努力どりょく結果けっか、また科学かがく進歩しんぽとく電子でんし工学こうがく進歩しんぽもあって、ほぼ完全かんぜん機械きかいまかせていても、さほどマザーマシンとわらない精度せいど機械きかい出来できるようになったのはつい最近さいきんのことなのです。

だそくですが、これが韓国かんこく中国ちゅうごくなどにしてやられる結果けっかにもなったことはご存知ぞんじとおりです。

なかなか面白おもしろ質問しつもんなので回答かいとうします。


これは、おおくの大人おとななら、子供こども質問しつもんされた場合ばあいでも苦慮くりょするかもしれません。それぐらい素朴そぼくですが、あまり真剣しんけんかんがえたこともない常識じょうしきなのです。

まず、ちいさなものをつくるからちいさなものでしかつくれないと質問しつもんしゃさまおもっていませんか?
精密せいみつなものは、ちいさなものでつくるとはかぎりません。
ぎゃくえば、おおきなもので精密せいみつものつくることだって出来できます。何故なぜなら、たいしょうねるという言葉ことばにもあるように、おおきなものは、ちいさなものがそなえる機能きのう場合ばあい往々おうおうにしてあるからです。

本題ほんだいです。
半導体はんどうたいはどうやって微細びさい加工かこう技術ぎじゅつ獲得かくとくし、その装置そうちはどうやってつくられるかというと、原理げんり簡単かんたんです。質問しつもんしゃさま日本にっぽん学校がっこう卒業そつぎょうしたなら、小学校しょうがっこう勉強べんきょうしたであろうある原理げんり使つかうのです。それは、虫眼鏡むしめがねで、太陽光たいようこうあつめると、こくえるあれです。
レンズでしゅうひから焦点しょうてんいちてんあつめると、ひかりエネルギーが拡散かくさんせずねつエネルギーとくろにたまります。そして、発火はっかします。その原理げんりで、回路かいろパターンを金属きんぞく原盤げんばん(シリコンウェハー)にけ、微細びさいせんとするのです。

ようは、光学こうがく技術ぎじゅつ回路かいろ設計せっけいどおりに線引せんひきするのです。

それには、よりちいさな装置そうち必要ひつようというわけではなく、あくまでそのせんはばせんそく見合みあった、レーザーダイオードの出力しゅつりょくとスポットみちになるレンズ、発光はっこうたい必要ひつようなだけです。正直しょうじきえば、採算さいさんれるなら、一戸建いっこだてぐらいおおきな装置そうちでもかまわないのです。

これは、どんな機材きざいでもえることですが、ちいさなものつくるからちいさな装置そうちひとつくったものでなければつくれないのではなく、ちいさなもの必要ひつよう部材ぶざいさえつけることが出来できれば、その部材ぶざい加工かこうする技術ぎじゅつ理論りろんじょう確立かくりつさえすれば、のち歩留ぶどまりのしで、損益そんえき分岐ぶんきてんまり、製品せいひん出来できるということになります。
つく機械きかいは、その機械きかいつくった品物しなものとは、ことなる目的もくてきつくられていますから、おおきさと一致いっちするものではありません。

すしをつくるから、べい出来でき機械きかいというわけではありません。ましてやひとほどのおおきさの装置そうちであるというわけでもない。いくつかの機器ききわさった結果けっかべいめしきあげ、しゃりをにぎり、うえにネタをせられるなら、すしをつく装置そうちになります。それとおなじであり、おおきなものからちいさなものをしているにぎません。そして、その技術ぎじゅつひとつのすし職人しょくにん技術ぎじゅつというものではなく、科学かがくてきにこうすれば、代替だいたいできるとおもわれる技術ぎじゅつわせてつくられています。すなわち、10ばいのレンズをつくれば、10ばい拡大かくだいできます。

じゃあ、そのレンズ技術ぎじゅつ応用おうようして、ひかりを1cmのひかりを1mmにしゅうこうできれば・・・といったことをかんがえ、技術ぎじゅつとして応用おうようすれば、ちいさなものをつくちからになるわけです。それらをかさねることで、ひとがやっていたことを、機械きかいまかせるようになったのが、いまのハイテク産業さんぎょうであり、製造せいぞう装置そうちつく過程かていも、比較的ひかくてき産業さんぎょうようロボットがつくっているものもおおいのです。

最後さいごに、半導体はんどうたいについてえば、これからせん半導体はんどうたいはさらに進化しんかする・・・とはえません。
何故なぜか?単純たんじゅんに、いまのシリコンベースの半導体はんどうたいは、すで限界げんかいえているからです。
物質ぶっしつ構成こうせい要素ようそである原子げんしよりちいさな回路かいろつくることはできませんが、すでにそのなんぶんにまでたっしていますからね。原理げんり原則げんそくじょう限界げんかいえている以上いじょう。このさきシリコンベースではあと2ねん~6ねん限界げんかいです。そのさきは、ひかり半導体はんどうたいなどあたらしい技術ぎじゅつ移行いこうすることになります。


いかがでしょうか?

>「高性能こうせいのう機械きかいつくるためには,それをつく機械きかいはさらに高性能こうせいのうでなければならない」 と常識じょうしきてきおもいますが,



それが常識じょうしきかどうかも疑問ぎもんですが、いずれにせよ高性能こうせいのう機械きかい単純たんじゅん道具どうぐつく人達ひとたちがいます。
たくみばれるひとたちです。

たくみ高性能こうせいのう機械きかいつくれば、あとは派遣はけん労働ろうどうしゃ高性能こうせいのう機械きかい使つかって商品しょうひん大量たいりょう生産せいさんをします。

大量たいりょう生産せいさんしないものなどは、商品しょうひん自体じたいたくみ手作てづくりしています。
直径ちょっけい10メートル以上いじょうある天体てんたい望遠鏡ぼうえんきょうのレンズだって、大陸たいりくあいだ弾道だんどうミサイルの先頭せんとう紡錘形ぼうすいけいのキャップだってたくみつくりますよ。

>高性能こうせいのう機械きかいつくるためには,


それをつく機械きかいはさらに高性能こうせいのうでなければならない」
 と常識じょうしきてきおもいますが,

旋盤せんばんフライス盤ふらいすばんといった単純たんじゅん機械きかいでは
それ以上いじょう高度こうど装置そうちつくれないのでしょうか?

そんなことはないはずです。

さがしのQ&Aがつからないときは、おしえて!gooで質問しつもんしましょう!

このQ&AをひとはこんなQ&Aもています


おすすめ情報じょうほう