短パルスレーザ照射によるアブレーション加工を利用したレーザ研磨技術の提案

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本研究の目的は，超短パルスレーザ（フェムト秒レーザ）照射によるアブレーション加工を利用した新しい表面研磨技術を提案し，その有効性を検証することである．上記の目的を達成するために2022年度では，CVDダイヤモンド工具などへの短パルスレーザ照射（フェムト秒レーザやナノ秒レーザ）により工具刃先の鋭利性が向上することとともにラマン分光計測などによりダイヤモンドの結晶性が向上し，それが耐摩耗性の向上に有効であることを明らかにした．今年度は，被加工材（CVDダイヤモンド工具）の粒子密度分布が刃先成形性に及ぼす影響を調査した．単層膜および多層膜CVDダイヤモンドでは刃先成形性に差が生じており，粒子境界での局所的なエネルギー吸収などが刃先成形性の悪化に影響することを明らかにした．また，膜内の粒子径分布の有無は，刃先面における粗さ分布の発生原因になることが明らかとなった．加えて2022年度では，昨年度明らかになった加工機の機械的な振動に対して，レーザ光学系の再設計およびレーザ加工機の再設計を行った．改良したレーザ加工機はすでに完成済みであり，次年度においては改良後のレーザ加工機を用いて同システムの精度を検証する予定である．加えて，これまで経験に決定していた加工条件（レーザ重なり率やレーザ送り量，レーザ照射角度，レーザ強度など）の最適値を予測可能な加工モデルの構築を引き続き実施する．また，加工できる刃先切れ刃領域の拡大は本技術の産業応用に向けて重要な課題であり，引き続き検討する．