削削除除ししなないいででくくだだささいい■レーザ光によるガラスの加工は，昔からさまざまな手法が考案されており，切断，穴あけ，スムージングなど炭酸ガスレーザを用いた加工は実用技術として多用されている．また，フラットパネルディスプレイ分野では使用するガラスパネルを切り分けるためにレーザを使ってクラックの進展を誘導するレーザ割断法が精力的に研究開発され，一部の生産ラインでは導入された．機械的エネルギーではなく，熱加工に分類されるレーザ加工は，材料の硬脆性に無関係であり，ガラスのように割れやすい材料に対して有効に利用されてきたのである．一方，ガラスは作業点で変形が可能であり，さまざまな形状に成形され，日用品を始め光学部品や電子部品などで多用されている．この成形では型にガラスを押し当てて成形する方法や，型に流し込む方法などが用いられている．ただし，これらはミリオーダの厚みをもつガラス製品に対して有効な加工法である．もし厚み数十μ■のガラス箔に適用すれば，加熱時にガラスは球形に丸まり所望の成形は困難となる．今後，製品の高機能／高付加価値化を実現するために，ガラス箔は■■■■の微細部品などさまざまな用途に使用される可能性がある．よって，ガラス箔の微細成形加工は将来必要な加工技術であると考えられる．そこで，本研究ではガラス箔を全体に加熱し軟化させるのではなく，レーザスポットで局部的に急熱急冷しスポットサイズffミクロンオーダ■での分解能で直接成形できないか検討することにした． ■■レーザフォーミングの原理金属のレーザフォーミングは，中部大学の難波らによって世界で初めて提案され，その後金沢大学の上田ら多くの研究者によってメカニズムの解明や実用化のための研究が盛んになされてきた１）２）．これまでの研究によれば，加工メカニズムは図図１１のように説明できる．まず，金属材料表面にレーザ光線が吸収されるとレーザ照射面では急加熱による膨張が生じる．急加熱であるため裏面や周辺は常温であり，レーザ照射部には高い圧縮応力が生じることになる．高温下での金属材料は降伏応力が低下するため，写写真真位位置置■１．まえがき２．レーザ成形加工の検討*埼玉大学 大学院理工学研究科 教授盛り上がりが生じて塑性変形する．レーザ照射後は材料裏面や周辺に伝熱されるため照射部の塑性変形した盛り上がり部は急冷されて熱収縮が始まる．この際に，表面は本来よりも小さくなり，引張応力の作用で金属はレーザ照射側に凹形状に屈曲することになる．これは温度勾配機構（■■■）と呼ばれるメカニズムである．今までの研究で熱膨張係数や温度差が大きいほど，また板厚が薄いほど屈曲角が大きくなり変形することが知られている２）．一方，座屈機構（■■）と呼ばれる変形メカニズムは■■■とは逆方向に屈曲する現象を説明するメカニズムである．板厚が薄くレーザビーム径が大きく，レーザ照射面とその裏面での温度差が小さく熱応力が小さくなることで発生することが知られている３）．図１レーザフォーミングの原理（■■■）レーザ加熱膨張収縮板材板材板材J. Ikeno- 64 -ガラス箔のレーザ３次元成形加工法ガラス箔のレーザ３次元成形加工法池野 順一*池野順一Review
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