| 研究課題/領域番号 |
26420041
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田中 智久 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70334513)
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| 研究分担者 |
朱 疆 東京工業大学, 工学院, 助教 (70509330)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | レーザマルチカラーリング / 酸化被膜形成 / 薄膜干渉 / 微細加工 / YVO4レーザ / 表面粗さ / 二酸化チタン |
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| 研究実績の概要 |
本研究で対象とするレーザカラーリングは，金属表面に形成された酸化被膜の上面，および基材と酸化膜の境界からの反射光の干渉を利用した発色方法であり，研究の最終目的は酸化膜の厚さや表面性状を制御することで，複数の色を用いた精細な色表現を実現することである．
初年度であるＨ２６年度は，既設のレーザ微細加工機を用いた基礎実験を実施し，目標とする多色カラーリングシステムに要求される発振機のスペックの検討を行い，それを基に低出力時の安定発振が可能な発振装置を選定・導入した．Ｈ２７年度は，導入した発振機を用いた実験による，照射後に形成される酸化被膜の形状計測と局所的な発現色の観察から，ミクロな色分布とマクロに観察される色との関連を調べた．その結果，微視的に膜厚が場所ごとに異なっており，肉眼で観察される色は局所的に発現される様々な色から構成される混色であることを確認した．
最終年度であるＨ２８年度は，構築した発色理論の高度化のため，チタンおよび二酸化チタンの屈折率の波長依存性と多重反射を考慮して，薄膜厚さと光の入射角をパラメータとした発色特性を導出し，膜厚の変化とL*a*b*空間で表現された発色の関係を詳細に調べることで，発色の輝度評価値から膜厚を高精度に推定できる理論モデルを構築した．
一方，微細加工により表面に多数の微小な凹みを成形した試験片を対象にカラーリング実験を行い，表面凹みの大きさが酸化被膜の形成および発色の変化に及ぼす影響を調査した．その結果，微細加工とレーザカラーリングを組み合わせることにより，表面粗さ，色，明度を同時に制御することが可能であることを確認した．
さらに，今まで得られた知見をもとに微細カラーリングシステムを構築し，それを用いて腕時計ベルトやケースなど曲率が緩やかに変化する曲面出構成される三次元表面へのカラーリング加工を実施し，システムの有効性を確認した．
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