Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

November 2, 2011, Aachen--フラウンホッファレーザ技術ILT(Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT)の研究者は、複雑な3D表面でも高光沢研磨仕上げができるレーザ研磨工作機を11月29日からフランクフルトで開催される2011 EuroMold展示会で紹介する。
現在、コンポーネントの研磨は手作業で行われており、砥石や艶出しクリームを用いて金属モールドの表面を1平方センチあたり数10分のペースで研磨している。この作業は多大な時間とコストがかかる。その上、この単調作業に従事する新人確保に苦労している企業が多い。
フラウンホッファレーザ技術研究所ILTの研究者は、Maschinenfabrik ArnoldおよびS&F Systemtechnikと協力して、レーザビームを使用して複雑な表面でも研磨できる新しいタイプの工作機械を開発した。ILTの部門長、Dr. –lng. Edgar Willenborgによると、従来の方法は表面から材料を除去して滑らかにするが、ILTはレーザを使って20～100μmの深さまで表面層を溶かす。こうすると、表面張力により液化金属層がむらなく平らに凝固する。
材料によるが、プロジェクトチームは平均表面粗さ(Ra)0.1～0.4μmの研磨面に仕上げることができるようになっている。ヴィレンボルク氏によると、まだ手作業研磨の方が優れている。「しかし、重要な点はアプリケーションだ」と同氏は言う。「例えば、ガラス製造、鍛造工具向けのモールド、中級品質の表面粗さにはレーザ研磨で対応できる」。ILTが開発したこの新しい工作機械は、これらの分野では膨大な時間とコストの節約を実現する可能性がある。
この工作機械を使用すれば、研磨時間は従来の手作業と比べると10倍速くなり、連続作業、小ロット生産にも適している。
装置は、5軸ガントリーシステム、3軸レーザスキャナで構成されており、加工対象物にあらゆる角度からアクセスできるように設計されている。注意深く調整したミラーがレーザビームを屈折させ、送り速度は小さな表面でも1m/sec超を可能としている。また、研磨対象となるコンポーネントの3D CADモデルをベースにして描画するエンド・ツー・エンドCAM(computer-aided manufacturing) NCデータチェーンが開発されている。ビームのパスデータは、このモデルをベースにして計算される。「このステップでは、製粉工程などで使用されている従来のCAMプログラムを用いている。利点は、すでにこの種のプログラムが一般に用いられているので、オペレータが使い方を知っているという点にある」とWillenborg氏はコメントしている。計算されたビームパスデータは、ILTが開発した専用の後処理ソフトウェアプログラムに取り込まれる。このプログラムで、例えばレーザを特殊な入射角にする、あるいは個別のケースでコンポーネントエッジにレーザを当てるなど、さらに進化を推し進める。