難削材料のレ-ザによるマイクロ加工

使用激光对难加工材料进行微加工

• 批准号: 03650099
• 负责人: 上田 隆司
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650099/
• 关键词: レ-ザ-加工; 難削材料; マイクロ加工; 光ファイバ; 赤外線幅射温度計; 熱応力

近年,マイクロマシンなどに代表されるように,微細かつ高精度に加工された機械部品が必要とされ,このため種々の材料に様々な加工をほどこす特殊な加工技術が要求されている.しかも,これらの機械部品には耐摩耗性,耐熱性,耐腐食性など特別な性質が要求される場合が多く,セラミックス,超硬合金,チタン合金などの特殊な材料が選ばれる場合が多い.本研究はレ-ザ-を用いて,難削材料の微小領域に瞬間的に高エネルギ-を与えることにより,材料を溶融もしくは昇華によって除去しようとするものである.このとき,材料のもつ物理的性質に依存して,熱応力による微小クラックの生成,材料の変質,熱膨張やエッジのダレによる加工精度の低下など高温加熱に伴う数々の問題点生じるが,これをいかに克服するかがこの加工法の重要なポイントである.本年度は,研究費申請者がこれまでに開発した微小領域で高速で変化する温度を測定できる光ファイバ型赤外線幅射温度計を,レ-ザ-照射領域の温度を精度よく測定できるように改良するなど,本研究の主要部である実験装置の製作に主眼をおいて行ってきた.まず,コア径の細い光ファイバを用いるとことにともなう受光エネルギ-の低下を補うために,検出素子や増幅回路を改良した.これにより,直径10μm程度の領域を精度良く測定できるようになった.また,短時間の温度変化に正確に追随するために,レ-ザ-,移動台,測定計器をコンピュ-タで統一的に制御できるようにする必要があり,この点に関してもほぼ満足のいくシステムができている.今後,この装置を用いることにより,照射領域の温度変化を測定し,照射領域近傍に生じる熱応力を解析すると共に材料の微細胞構造や物性の変化,加工精度への影響などについて詳細に検討してゆくことにしている.

In recent years, it represents the necessity of fine and high precision machining of mechanical parts, and the requirements of special machining technology for such kinds of materials. The mechanical parts of this kind are required for wear resistance, heat resistance, corrosion resistance, special properties, etc. In this study, the micro-field of difficult-to-cut materials is rapidly developed, and the materials are melted and sublimated. This is because the physical properties of the material depend on the thermal stress, the generation of tiny particles, the material properties, the thermal expansion, the reduction of machining accuracy, the high temperature heating, the number of problems, and the importance of the processing method. This year, the applicant for research fees has been developing a high-speed temperature measurement in a small field. The optical infrared radiation thermometer has been developed to improve the accuracy of temperature measurement in the irradiated field. The main part of this research is the production of an infrared radiation device. In the middle of the night, the sun rises and the moon rises. The accuracy of the measurement is good, the diameter is 10μm. For short time temperature change correct tracking, mobile station, measuring instrument, unified control system, necessary for this point, relevant to the temperature control system. In the future, this device will be used to measure the temperature change in the irradiated field, analyze the thermal stress generated near the irradiated field, analyze the micro-cell structure and physical properties of the materials, and study the influence of processing accuracy in detail.

项目成果

上田 隆司: "光ファイバ型赤外線幅射温度計による加工温度の測定(温度計の特性)" 日本機械学会論文集C編. 58. 302-309 (1992)

Takashi Ueda：“使用光纤型红外辐射温度计测量加工温度（温度计的特性）”日本机械工程学会会刊，C 版 58. 302-309（1992 年）。