ブカン，　アントニー （ ブカン　アントニー ）

Beaucamp, Anthony

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所属（所属キャンパス）

理工学部 システムデザイン工学科 （ 矢上 ）

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准教授

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045-566-1511

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Scopus 論文情報  
総論文数: 111 総引用数: 3176 h-index: 35

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プロフィール 【 表示 ／ 非表示 】

  • ブカン准教授は、超精密設計・エンジニアリングの分野で国際社会に積極的に貢献しています。光学加工業界で10年間勤務した後、2010年に学術界への進出を開始しました。現在の研究テーマは、デジタル設計・製造（ジェネレーティブデザイン、デジタルツイン、機械学習）、微細研磨プロセスのマルチスケールモデリング、ハイブリッド加工システムの開発です。15件の国際特許（取得済みおよび申請中）と100件を超える論文（査読付き学術誌に60件以上掲載）を保有し、超精密製造における確固たる実績を誇ります。その功績が認められ、2015年にはCIRPより超微細仕上げ技術への貢献が認められ、F. W. テイラーメダルを受賞しました。

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総合紹介 【 表示 ／ 非表示 】

  • ブカン准教授は、超精密設計・エンジニアリングの分野で国際社会に積極的に貢献しています。光学加工業界で10年間勤務した後、2010年に学術界への進出を開始しました。現在の研究テーマは、デジタル設計・製造（ジェネレーティブデザイン、デジタルツイン、機械学習）、微細研磨プロセスのマルチスケールモデリング、ハイブリッド加工システムの開発です。15件の国際特許（取得済みおよび申請中）と100件を超える論文（査読付き学術誌に60件以上掲載）を保有し、超精密製造における確固たる実績を誇ります。その功績が認められ、2015年にはCIRPより超微細仕上げ技術への貢献が認められ、F. W. テイラーメダルを受賞しました。

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2015年04月
    -
    2023年03月

    京都大学, マイクロエンジニアリング専攻, 特任准教授

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 加工学、生産工学

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • Computer Aided Manufacturing (CAM)

  • Grinding and Polishing

  • Optical Design

  • Optical Fabrication

  • Ultra-Precision Engineering

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • A new tooling system for corrective finishing of narrow cylindrical optics

    Pratap A., Jain C.K., Beaucamp A.

    Journal of the European Optical Society Rapid Publications 21 （ 2 ）  2025年08月

    ISSN  1990-2573

    　概要を見る

    Finishing of complex surfaces needs simultaneous movement of multiple axes and precessing the tool on the surface in a desired tool path. For finishing narrow internal surfaces, the conventional spherical or flat end tools are difficult to precess inside the geometry. Therefore, this work presents a new tooling system for grinding narrow channels on tungsten carbide surface, to be used in optical applications. A thin wheel type finishing wheel and related jig is designed to use on an ultra-precision finishing machine. Finishing using the newly developed wheel type tool with different grade shape adaptive grinding pads could generate excellent surface finish within Ra = 3 nm. Form correction capability of the developed tooling system was also verified where the form error of the channel could be reduced to ∼7 lm P-V from an initial error of ∼42 lm P-V, in 5 h of processing time.

  • Erosion mechanism and surface quality in airflow-driven abrasive microchannel fabrication

    Yu M., Han Y., Jiang L., Qian L., Beaucamp A.

    International Journal of Mechanical Sciences 294 2025年05月

    ISSN  00207403

    　概要を見る

    This paper investigates the erosion mechanism and surface quality of microchannel fabrication using airflow-driven suspended abrasives under mask constraints, a process known as submerged pulsating air jet polishing (SPAJP) with a mask. A multiphase Computational Fluid Dynamics (CFD) model is developed to simulate this process and analyze the evolution of jet morphology. An erosion mechanism for microchannel topography at various angles under mask constraints is proposed. It is believed that the erosion topography is primarily influenced by the competitive and synergistic interactions between primary particles entrained in the jet and secondary particles rebounding from the mask sidewalls. Additionally, secondary particles rebounding from the bottom surface play a significant role in edge erosion. An experimental study is conducted to examine the impact of several key factors on microchannel surface quality and the evolution of microstructural topography at different angles. The results show that the integrity of the mask has a significant impact on the surface quality of the fabricated microchannels, while the processing direction affects the uniformity of the removal depth, primarily due to the concentration gradient caused by the precipitation of suspended abrasive particles. The jet angle is found to have a considerable impact on the erosion topography, with the profile evolving from an asymmetric W-type to a biased Gaussian-like shape, and finally to a symmetric Gaussian-like form as the angle increases from 30° to 90°, which aligns with the proposed erosion mechanism. Moreover, a method for predicting surface topography in mask-fabricated microchannels, accounting for edge erosion, is proposed and validated through experimental and simulated comparisons. The results emphasize the critical role of edge erosion in shaping and predicting the topography of mask-fabricated microchannels. This research presents a highly promising, cost-effective, and environmentally friendly processing method and foundation for the high-quality fabrication of microchannels and other microstructures.

  • Faster surface finishing with shape adaptive grinding plus ceria

    Pratap A., Copson K., Beaucamp A.

    Journal of Materials Processing Technology 336 2025年02月

    ISSN  09240136

    　概要を見る

    Shape adaptive grinding (SAG) is a well-established approach to obtain optical smooth quality on hard ceramic and metallic surfaces. However, the process has been limited to low material removal rate (MRR) when already smooth surfaces are processed using SAG pads. In this work, shape adaptive grinding plus ceria (SAG+) is put forward as an effective approach to increase the MRR, whereby ceria is used as polishing slurry and enables softening of glass/glass-ceramic surfaces through chemical reaction and enhances subsequent material removal through mechanical action of the SAG pad. A macroscopic material removal model is established for SAG+ process on BK7 glass where the effect of ceria on the surface hardness correlates well with the material removal rate. Experiments were performed on BK7 glass with different grades of resin bonded diamond SAG tools to benchmark performance against the standard SAG process. It was observed that the material removal rate increased by 3.5–10 times for SAG+ when all other conditions remain the same. It was also determined that removal rate increases most drastically when the abrasive grit of SAG pad and ceria slurry are of comparable size. Lapped Zerodur™ samples were also processed to check the applicability in pre-polishing of rough glass-ceramic surfaces. A reduction of almost 50 % could be obtained in processing time when using the SAG+ process.

  • Optimization of segment topology and surface form for efficient illumination with freeform lens arrays

    Sasaki A., Kirino O., Watanabe K., Beaucamp A.

    CIRP Annals 74 （ 1 ） 179 - 183 2025年01月

    ISSN  00078506

    　概要を見る

    Freeform optics allow holistic system design in both fields of imaging and illumination. In combination with lens arrays, they enable advanced applications such as aberration free imaging and beam redistribution from multiple irradiation sources. This paper describes an automated design method for freeform optical arrays in both tangential and normal directions. Optimizing the tangential layout of segments increases the solid angle of light collection and thus improves energy efficiency. Surface shapes are then computed by an iterative construction method based on Fermat's principle and Snell's law. Complex illumination with up-to 85% light collection is demonstrated experimentally.

  • Ultrasonic assisted abrasive nano-blasting

    Pratap A., Zhu W., Yuka M., Beaucamp A.

    CIRP Annals 74 （ 1 ） 459 - 463 2025年01月

    ISSN  00078506

    　概要を見る

    This research introduces abrasive nano-blasting using fine abrasive particles. Fine abrasive particles are difficult to use in abrasive blasting due to tendency of forming agglomerates caused by prevalent surface forces. The pressure gradient and streaming effect of ultrasonic vibration is utilized to break the abrasive agglomerates before impacting the workpiece for polishing. It could be observed through simulations that the pressure gradient to overcome the adhesive forces and breaking the agglomerates can be theoretically achieved. Polishing experiments revealed that acoustic streaming inside the ultrasonic cavity also improved uniform surface generation with up to 67 % reduction in surface roughness Sa.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • Investigation of nano-cutting phenomena by SEM (in-situ) and molecular dynamics

    2025年04月
    -
    2028年03月

    科学研究費助成事業, ブカン， アントニー, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

    　研究概要を見る

    Phase1:Develop nano-cutting system and model.
    Phase2:Study tool-chip interaction (retardation/stagnation zone).
    Phase3:Study influence of crystal orientation.
    Phase4:Develop model of crystal orientation.

  • Electro-acoustic stimulation assisted nano-abrasive blasting system

    2020年04月
    -
    2023年03月

    科学研究費助成事業, ブカン アントニー, 基盤研究(C), 未設定

    　研究概要を見る

    The research consists of 3 phases: (1) Understand nanoparticle agglomerates formation, and conditions for their disintegration; (2) Produce a tank and nozzle system for homogeneous mixing of nanoparticles with gas; (3) Implement an actual nano-blasting system and assess its machining performance.
    本研究では、砥粒均質化法を研究・実施した。この方法は、超音波振動による円筒形キャビティ内の音響流の生成に基づくものである。この方法は、ワークピースに衝突するナノブラストノズルに、バラバラになった砥粒を噴射する前に適用することができます。
    実験では、一次粒子径が2μm以上の粒子の凝集を良好に解砕できることを確認した。2μmより小さい粒子の場合、一部の凝集体が残りました。
    このプロセスにより、粒子堆積と材料除去の境界付近の条件で、表面のブラスト加工ができることが示された。2μmの砥粒をガラス加工に用いた場合、ほとんどの加工条件において、超音波振動を加えると表面粗さが顕著に小さくなることがわかりました。
    超精密研磨方法には、流体ジェット研磨 (FJP) やイオンビーム研磨 (IBF) など、いくつかの種類があります。 これら 2 つの特定のプロセスでは、材料除去する粒子のサイズと速度、および実装コストが大きく異なります。 FJPとIBFの中間の粒径と速度の砥粒を空気中で使用する方法を開発することで、装置の複雑さとコストを簡素化しながら、表面仕上げ粗さの向上を実現しました。
    ナノブラストプロセスは日本の光学製造産業に適用できる。光学を使用する他の産業に利益をもたらすことが期待されています (例えば：車用の HUD、エンターテイメント用の AR ヘッドセット)。

  • Micro-bubble assisted abrasive waterjet polishing

    2017年04月
    -
    2019年03月

    Japan Society for the Promotion of Science, 科学研究費助成事業, ブカン アントニー, 若手研究(B), 未設定

    　研究概要を見る

    The mechanism of material removal boosting in ultrasonic fluid jet polishing was investigated. Macro-scale fluid vibrations were found to cause increased erosive action by abrasive particles. The fundamental understanding of this novel process opens the door to optical and medical applications.
    Fluid jet polishing is a very flexible method for polishing small and complex surfaces, such as aspheric lenses for smartphones or dental implants, but was however inefficient. With this research, the productivity of FJP was greatly enhanced, which will benefit consummers of such important products.

  • Ultrasonic cavitation assisted fluid jet polishing

    2015年08月
    -
    2017年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, ブカン アントニー, 勝浦 知也, 研究活動スタート支援, 未設定

    　研究概要を見る

    超硬合金などの硬い材料の表面や，付加製造によって製造されたを超精密表面に仕上げるために，高速流体噴射研磨（FJP）の除去率を向上させることが求められている．複雑な光学表面や人工関節などのアプリケーションがある．
    そこで本研究では，FJPの加工精度を維持しつつ除去率を向上させるために，超音波キャビテーションをノズル内に発生させることで気泡をジェットに添加する方法を提案した．研磨液の流れと超音波の伝播をシミュレーションし，超音波FJPが実現可能であることを確認した．さらに，超音波FJPを行うための装置を開発した．この方法では，表面粗さを悪化させることなく除去率を380%向上させることが可能である．

  • 次世代高性能硬Ｘ線非球面望遠鏡の超平滑面創成

    2013年04月
    -
    2015年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 難波 義治, BEAUCAMP Anthony, 特別研究員奨励費, 未設定

    　研究概要を見る

    欧米の協力の下に日本が2015年度に打上げる硬Ｘ線望遠鏡と軟Ｘ線望遠鏡を搭載したＸ線天文衛星ASTRO-Hの開発は終了し、現在は打ち上げ前の種々のテストを行っている。高性能な硬Ｘ線望遠鏡を開発するには現状の円錐近似の反射鏡ではなく、正確な回転放物面と回転双曲面からなる反射鏡が必須であり、軽量化のためには超精密な非球面金型からレプリカ法で非球面反射鏡基板を製作する方法がベストである。
    従来は前加工のし易さからアルミニウム合金を超精密ダイヤモンド切削し、それに無電解ニッケルを成膜し、ダイヤモンド切削と研磨で非球面金型を製作する方法と合成石英を研削・研磨して非球面金型を製作する方法を研究開発して来た。しかし、日米欧の経済状態から次世代の硬Ｘ線望遠鏡にはより安価に非球面金型を製作する技術の開発が急務となった。特に、合成石英の非球面研磨では所用の形状を創成するのに年単位の時間が必要であった。
    そこで、本年度は、前加工が極めて容易なグラファイトを金型材料として採用し、非球面切削後に炭化珪素を化学気相成長させ、その表面をこの研究で開発したShape Adaptive Grinding (SAG)工具で研削する方法を見出した。この工具は研究室内で極めて容易に製作でき、工具寿命も10時間以上あり、表面粗さ0.4nm Ra以下の面を従来法に比べ１～2桁高能率な10～100mm3/minの除去速度で加工できることを見出した。液晶用ガラスをＸ線反射鏡基板として使う場合に使用できる非球面金型をこのSAG研削のみで製作できることが判明し、次世代の高性能硬Ｘ線非球面望遠鏡の新しい製作法として注目を浴びている。
    この研究により研究分担者は国際生産工学アカデミー(CIRP)より2015年8月にTaylor Medalを受賞することになった。

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • Shaping apparatus, method and tool

    出願日：   2019年03月 

    公開日： 特開GB/19/04384.3   

    特許権

  • Fluid jet processing

    出願日：   2018年04月 

    公開日： 特開GB/18/06475.8   

    特許権

  • Method and apparatus for shaping workpieces

    出願日：   2016年12月 

    公表日：   2018年12月 

    発行日： 特許GB/16/21699.6 

    特許権

  • Method for shaping a workpiece

    出願日：   2014年10月 

    発行日： 特許US/2017/0246728A1  2016年10月

    特許権

  • Computer controlled work tool apparatus and method

    出願日：   2007年08月 

    発行日： 特許GB/0716597.0  2009年08月

    特許権

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • F. W. Taylor Medal

    BEAUCAMP, Anthony Tadeus Herve, 2015年08月, CIRP (International Academy for Production Engineering), Award for significant contribution to super-fine finishing

  • 優秀論文賞

    BEAUCAMP, Anthony Tadeus Herve, 2015年06月, 公益財団法人 工作機械技術振興財団, Shape adaptive grinding of silicon carbide

  • 優秀論文賞

    BEAUCAMP, Anthony Tadeus Herve, 2015年05月, マザック財団, Shape adaptive grinding of silicon carbide

  • Best Young Scientist Award (Surface Integrity Conference)

    BEAUCAMP, Anthony Tadeus Herve, 2014年05月, CIRP (International Academy for Production Engineering), Surface integrity of fluid jet polished surface

  • 優秀論文賞

    BEAUCAMP, Anthony Tadeus Herve, 2014年05月, マザック財団, Super-fine finishing to 0.3 nm rms

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 総合デザイン工学特別研究第１

    2026年度

  • システムデザイン工学実践研究国内活動Ｂ

    2026年度

  • 計算固体力学入門

    2026年度

  • システムデザイン工学実践研究国内活動Ｃ

    2026年度

  • 先進設計生産融合システム

    2026年度

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2017年12月
    -
    継続中

    International Journal of Machine Tools and Manufacture, ASSOCIATE EDITOR

  • 2016年09月
    -
    継続中

    International Academy for Production Engineering (CIRP), ASSOCIATE MEMBER

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