レーザ加工におけるプルーム光・加工音モニタリング

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1.研究の目的本研究は、パルスレーザによる穴あけ加工及び溶接を対象としたモニタリング制御に関する基礎的研究である。すなわち、レーザ加工条件と加工時に発生するプラズマプルーム光及び音響との相互関係を明確にし、レーザ加工プロセスを多次元的にモニタリングするための有為情報を得ることを目的にしている。2.研究成果の概要(1)加工部から発生するプラズマプルームの挙動(形状,速度など)及び音響を計測し、解析するためのシステムを開発した。(2)プラズマプルームの噴出過程は非一様な不規則現象であるが、穿孔におけるプルーム噴出速度と加工速度は、入射レーザビームのエネルギ密度と強い正の相関を有する。(3)プルーム噴出速度及び形状と音響特性との間には一定の相互関係があり、また、これらは加工部の形状とも一定の関係を有する。したがって、プルームの挙動及び音響を検出することにより、パルスレーザ加工のリアルタイムでのインプロセスモニタリング制御が可能である。3.研究の発展に関する今後の計画プルームの噴出の際にその反力として被加工材に生じる力の測定及び振動の検出、解析を行い加工現象との相互関係を明らかにし、さらに効果的なモニタリング制御法の検討を行う。