Conference proceeding
Han, Jide ; Saxena, Krishna Kumar ; Braem, Annabel ; Reynaerts, Dominiek ; Castagne, Sylvie
Elsevier; 21st CIRP CONFERENCE ON ELECTRO PHYSICAL AND CHEMICAL MACHINING, Date: 2022/06/14 – 2022/06/16, Location: Zurich, Switzerland
Procedia CIRP; 2022
概要
- バイオインプラントで利用されるzirconia-almina 複合材料のナノ秒レーザーでの加工テスト
- 材料に含まれるアルミナの含有量を４種類変化させて加工性を調査
- 点加工と溝加工について、パルスエネルギー、パルス幅、パルス周波数(PRR)、走査速度を変化させた時の材料除去量(Material removal Rate:MRR)を比較
- ナノ秒レーザー、パルス幅3-50ns, 532nm, 最大30W、1,500kHz、３軸加工機
- SEMによる観察、共焦点顕微鏡によるプロファイル計測
結果
- パルスエネルギーが大きい加工では、溝深さと幅が大きくなる。走査速度は溝深さに影響するが、幅には影響しない。
- PRR（オーバーラップ）は、加工品質に影響を与える。大きなPRRでは、クラックや溶融、再凝固が発生する。
- アルミナの含有量が少ないほうが、加工性が良い。ジルコニアがレーザーのエネルギーをよく吸収するためと考えられる。バンドギャップを比べるとジルコニアの5.8eVに対して、アルミナの8.8eVとなっている。
- アルミナ含有量が少ないほうがクラックが起きやすい。
所感
- レーザー加工のパラメータだけではなく、材料に焦点を当てた調査は興味深く、材料選択の助けとなる。
- 加工結果を見ると、クラックがある、もしくは、加工が進まない、など加工の難しい材料のようである。