Micro surface modification processing for ultra-precision micro and complex parts by laser induced under solution shockwave

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26420040
• Research Institution: Kurume Institute of Technology
• Principal Investigator: 澁谷 秀雄 久留米工業大学, 工学部, 准教授 (80303709)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: レーザ / 熱誘起 / 衝撃波 / マイクロ / 表面改質

Outline of Annual Research Achievements

近年，マイクロ・ナノオーダーの形状精度を有する超精密・微細・複雑形状部品は理化学機器や医療機器のみならず，デジタルカメラ，スマートフォン，自動車など，民生品の性能を左右する核になっている．
今後，これら部品には更なる高機能化・高性能化が求められ，高精度化・微細化・複雑形状化だけでなく，表面品質・性状改善（鏡面・粗面，内部応力除去・付与，洗浄等）も要求される．しかしながら，機械研磨では，工具の微小化が困難であり，微細・複雑形状の奥深くまで加工出来ない，エッチングでは，全面均等加工あるいは局所選択加工が生じて形状精度が劣化する，ブラスト加工では，噴射可能な粒子系が数十μmと大きく，局所加工にはマスクが必要である．
等といった問題がある．本研究では上記問題を解決する方法として，レーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた微小表面改質加工を提案し，「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波を用いた微小表面改質加工装置の試作」，「試作装置による各種微細・複雑形状に対する微小表面品質・性状改善加工の適応」を明らかにする．
本研究で提案している「レーザ誘起液中マイクロ衝撃波」では，光ファイバを用いることにより微小領域に衝撃波を照射することが可能であることを明らかにしている．しかしながら，これにより試料の表面改質される領域も非常に小さいため，その効果を定量的に評価することは困難であった．そこで，コンピュータ制御のステージを用いて，試料を一定ピッチで移動させながら衝撃波を照射できるよう装置の改良を行った．