(株)21世紀、超極短レーザーおよび変位センサーを適用したレーザーナノポリッシング装置を披露

超精密レーザー加工、超硬切削工具、MCT TOOLING、超精密金型、自動化精密部品、測定用ゲージを注文生産する会社(株)21世紀が超極短レーザーを活用し、従来の溶融方式のレーザーポリッシングとは差別化したアブレーション方式のナノポリッシング装置を披露した。


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(株)21世紀は超極短レーザーを活用し、従来の溶融方式のレーザーポリッシングとは差別化したアブレーション方式のナノポリッシング装置を披露した。 (株)21世紀は超精密レーザー加工、超硬切削工具、MCT TOOLING、超精密金型、自動化精密部品、測定用ゲージを注文生産する会社だ。

従来の溶融-再凝固方式のレーザーポリッシング技術では、表面硬度の変化に敏感な電子部品生産用の超精密Vacuum plate製作に適用が困難であり、高集積化、小型化される電子部品生産のためにVacuum plateも高精度、高水準の表面照度が要求されており、物理的ポリッシングではこれを満たすのに限界がある。 これを克服するため(株)21世紀は熱影響がほとんどないフェムト秒レーザーを利用したナノポリッシング装置を開発した。

従来のナノ秒レーザーを利用した表面溶融-再凝固現象により表面粗度を改善するのではなく、超極短レーザーに置き換えて素材の表面を精密に削り出すことで（アブレーション）従来の物理的ポリッシングに比べて非常に低い表面粗さRy値を獲得できる。 それだけでなく、表面硬度を変化させる溶融現象ではなく、素材表面をアブレーションするため、表面の物性値の変化が非常に少ないのが特徴である。

当該装備には変位センサー、光学カメラを追加装着し、専用ソフトウェアを開発して作業者が複雑にセッティングする必要なく、初期セッティング後One-stepで素材高さ測定、平面度補正、エッジ測定、ポリッシングまで可能で、高い水準の熟練度が必要な既存の精密ポリッシング技術に比べて高いアクセシビリティを持っている。

特に、専用ソフトウェアにはAOI(Automated Optical Inspection)機能が含まれ、微細穴が多い金型加工時に穴が損傷した場合、その場ですぐに測定及び検収が可能である。

ステージの場合、振動の多い量産現場で超精密加工を行うためAnti-vibrationステージ(防塵テーブル)が適用され、加工時に発生するヒュームおよび粉塵に対して完璧に遮蔽されており、これを効果的に外部に排出できるよう内部循環システムが構成されている。

最後に、当該装備は高い生産性のためにステージとスキャナーを連動してステージが動くと同時にレーザースキャナーが作動するOn-the-fly加工ができるように設計された。 一般的に高精度が必要な加工では主にスキャナのみを活用して加工が行われるが、より高い生産性を確保するためにステージとスキャナが連動して同時に活性化された状態で加工が行われる。

(株)21世紀の関係者は「該当装置を活用したナノポリッシング技術は主に研究段階にとどまっていたフェムト秒レーザーを実際に産業現場に適用し、半導体および電子部品の高集積化による既存加工技術の限界を打破する核心技術」とし、今後「該当技術から派生する技術は精密加工分野をリードする技術になる」と述べた。


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