IMRAレーザーがダイヤモンド工具の加工にどのように役立つか

By April 8, 2020Blog

IMRAは、フェムト秒レーザーをさまざまな商業用途に応用するパイオニアである。 材料加工における長年の蓄積された専門知識に支えられ、IMRAはレーザーベースのダイヤモンド工具加工に大きく貢献してきました。当社のアプリケーション開発センター(ADC)は、近赤外(NIR)、緑色、紫外構成のフェムト秒パルス・レーザーを備えたさまざまなワークステーションを完備しています。この幅広い柔軟性は、業界で最も困難な材料加工アプリケーションのためのユニークなソリューションの開発に役立っています。

ダイヤモンド工具加工プロセスにおけるIMRAの位置づけ

ダイヤモンドは、これまでに発見された材料の中で最も硬いもののひとつです。 そのため、要求の厳しい多くの機械加工用途において、研磨材や切削刃として非常に有用です。このような用途の多くでは、工作機械のビットに単結晶の人工ダイヤモンド結晶を埋め込み、この結晶にファセット加工と切削加工を施して、他の材料の加工に使用する鋭利なエッジを形成する必要があります。当然のことながら、このような鋭利なエッジの形成は極めて困難である。実際、機械的手段によるダイヤモンド加工は、他のダイヤモンドベースの切削工具ビットや研磨剤を使用しない限り、事実上不可能である。

FCPAレーザーでチップブレーカーをダイヤモンド製の切削工具に加工しました。

レーザーを用いたダイヤモンド工具加工は、機械的手段によるダイヤモンド工具加工に代わる新しい方法である。従来、ダイヤモンドは光学的に透明であるため、レーザーを用いたダイヤモンド工具ビットの効果的な加工は不可能であった。しかし、フェムト秒レーザーの登場により、ダイヤモンドの切断と穴あけが可能になり、超精密用途やその他の産業用途でのダイヤモンド加工への関心が再び高まっている。このようなフェムト秒レーザーの応用は、以前は対応できなかった市場にソリューションを提供するようになりました。例えば、フェムト秒レーザは、石油探査用の工具の準備に使用されています。これらの工具は、工具の寿命を最大にするために、鋼鉄、タングステン、ダイヤモンドなどの可能な限り硬い材料を組み込んでいるため、製造が困難で高価です。

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また、シングルポイント・ダイヤモンド・ターニング(SDPT)用のダイヤモンド工具ビットの準備も、要求の厳しい用途のひとつです。SDPTは、高出力用途の非球面リフレクターなど、精密で原始的な金属光学表面を生成するための、確立されたハイエンド加工技術です。ダイヤモンドチップの工具ビットを使用するSDPTは、わずか数ナノメートル(nm)以内の公差で正確な表面形状を生成することができます。このレベルの精度と表面品質は、民生用電子機器や通信用電子機器の精密光学部品の金型など、さまざまな高価値市場で使用される光学部品の厳しい品質要求を日常的かつ確実に満たすのに十分です。

フェムト秒レーザーによるダイヤモンド工具加工の利点

IMRAでは、ダイヤモンド工具加工にフェムト秒レーザーを使用することの理論的な利点を、運用と財政の両面から実用的に実証してきました。これには以下が含まれます:

  • 熱による副作用、切り屑の発生、再鋳造、バリの発生が大幅に減少するため、微細加工の精度が向上する。
  • 透明なワークピースの巻き添え被害を軽減。
  • レーザー波長に対して透明な材料を加工するユニークな能力。
  • 複雑な部品の表面ナノ構造化における絶対的な精度。

これらの優れた特性は、超高速FCPA技術に基づくレーザーワークステーションの複雑な用途の世界を切り開いた。その中には、ダイヤモンド加工用の複雑で耐久性のある切削工具の生成があります。当社独自の技術により、要求の厳しいダイヤモンド工具加工用途において、切削点と切屑排出を最適化するチップブレーカーの製造に成功しました。これにより、工具の摩耗を減らし、切削機械の生産性を向上させるというメリットが実証されています。

IMRAによるダイヤモンド工具加工

IMRAは、フェムト秒ファイバーレーザーを専門としており、この先駆的な技術の新たな可能性と斬新な応用の実現に焦点を当てています。IMRAがお客様のダイヤモンド工具加工をどのように支援できるか、詳細をお知りになりたい場合は、今すぐ担当者にご連絡ください。

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