セラミックス加工における超短パルスレーザ
電磁光学的機能、熱的機能、機械的機能、耐食性、生体親和性といった様々な特性を持ち、
情報通信、省エネ技術、医療用途などの場面でファインセラミックスは幅広く活用されています。
その一方で、その硬度や脆性から、ファインセラミックスの加工には様々な課題がありました。
研削や切削加工、従来のレーザ加工にあった課題
・μmオーダーの微細加工には対応しきれない
・チッピングやマイクロクラックの発生があった
・加工時間が長くなってしまっていた
・難削材であり、工具の交換頻度が多くなっていた
・溶融などの熱影響を避けられなかった
・金型を必要とする場合もあり、多品種少量の開発には不向きだった
・ワーク、製品サイズが数ミリとなる小型部品への加工が困難だった
ナノ秒レーザによるアルミナへの加工例
ピコ秒レーザによるアルミナへの加工例
超短パルスレーザ加工では
超短パルスレーザは一般に、フェムト秒やピコ秒という極短いパルス幅のレーザを示します。
短いパルス幅に極高いピークパワーを集中させる事で、ワークの表層でアブレーションと呼ばれる蒸発を起こし、
熱が伝わるよりも早く加工部を除去する事が可能です。
この工法を用いる事で、バリやクラック、溶融などの熱影響が少ない高精度微細加工が可能となります。
また、レーザ加工は非接触となるため、ワークが受ける衝撃や負荷を軽減する事にもつながります。
熱影響がなく、ミクロンオーダーでも高精度な加工を行う事ができ、
金型等を必要としない超短パルスレーザ加工は、従来の工法の課題を解決する工法です。
適用材料も、アルミナをはじめとして、
窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、誘電体セラミックスなど、
多種多様なファインセラミックスを対象としています。
また、焼結前のグリーンシートへの加工も可能です。
超短パルスレーザによる加工事例
前述の特性をもつ超短パルスレーザでは、
ミクロンオーダーかつ高精度な加工を熱影響なく多品種少量生産することが可能です。
先に挙げた項目以外にも、お客様がお悩みの課題を
非接触かつ熱影響のない超短パルスレーザにまずは一度ご相談ください。
リプス・ワークスでは、
ファインセラミックスへの微細加工に特化した加工事例、
ならびに超短パルスレーザによるセラミックス加工の特長を、
全5回に渡る特別号のメールマガジンにて配信しております。
実際の加工事例をご覧いただくため、
セラミックスへの穴あけ、切断とザグリ加工を組み合わせた複雑なパターン描写、
マイクロテクスチャ形状、レーザ加工による撥水効果の付与をご案内予定です。
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