mμさ深の部工加 図３ 条件①-1 デフォーカス距離 Z = 4.8mmによる加工部 ①-1, Z = 0.0mm①-1, Z = 1.9mm①-1, Z = 4.8mm①-1, Z = 9.5mm②-1, Z = 0.0mm②-1, Z = 14.2mm②-1, Z = 35.6mm− 260 −ズ社製TM3030Plus)によって溶融状態を確認した．また，マイクロスコープ(HIROX社製KH-8700)を用い，加工部の幅や深さについて計測した． 2.2 実験結果および考察 条件①-1，レーザ出力P = 50Wにおいて，デフォーカス距離Zによる加工部の変化について観察したSEM写真を図１に示す．画像中央に見える横線が加工部であり，溶融することで粉末同士が溶着していることがわかる．デフォーカスすると溶融した幅が大きくなっていくが，Z = 9.5mmでは溶融の幅が増加しなかった．ビーム径が広がることでレーザのエネルギ密度が低下するため，溶融の閾値を越える部分が増加しなかったと考えられる．一方，加工部を肉眼で確認するとZ = 9.5mmが最も幅が大きい．これは，まずレーザ照射で微小な形状変化が生じ，光の反射率や方向が変化する．それらが規則的な直線上に集合していることにより，肉眼で目視できたと考えられる． 条件①-1，Z = 9.5mmにおいて，レーザ出力Pと加工部の変化について観察したSEM写真を図２に示す．P = 10Wの条件はSEM，肉眼ともに加工部が確認できなかった．P = 30Wは図３に示すとおり，肉眼では加工部が確認できるが，SEMではレーザ照射部と未照射部の境界の判別が困難であった．前述のとおり溶融する閾値は超えていないが，微小な形状変化は起きていると考えられる． P = 90Wでは加工部に数μm～数十μm程度のホールが確認された．これは粉末の溶融時，流動して粉末同士の隙間を埋めるが，流動しきらないことで生じたと考えられる．条件①-1と②-1を比較する．理論上同じレーザスポット直径であるP = 90W，Z = 4.8mm(条件①-1)，35.6mm(条件②-1)について比較する．図４のようにSEM写真で比較すると加工幅に大きな差異はみられないが，条件①-1の方がより溶融しているように見える． 加工が確認できた条件について，加工部の幅と深さを測定した．横軸をレーザ出力として，図５のa)に深さ，b)に幅の結果を示す．全体の傾向としては，レーザ出力が高いほど幅よりも深さが増加し，デフォーカスするほど幅が広くなり，深さが浅くなる結果となった．P = 10Wではどの条件においても加工部と未加工部の境界について判別できず，幅，深さともに測定することができなかった．条件②-1は，デフォーカスすると図３のP = 30Wの条件に見られるような加工となり，肉眼で加工部の幅が広がっていることは観察できるが，マイクロスコープで境界を特定することは困難である結果が多かった． 加工部のビーム直径と加工形状について考察する．焦点での加工の場合，理論値に近い加工幅となっており，出力を増加しても加工幅があまり増えず，深さが増す傾向である．対してデフォーカスさせて加工した結果は，レーザ出力に応じて加工幅が増す傾向となった．デフォーカスすることによってビーム径が最大4000μmまで広がるため，レーザ出力が高くなることで溶融する部分が広がったと考えられる． 以上の結果から，平滑化に有用と考えられる条件は，条件①-1でZ = 4.8mmと，条件②-1でZ = 35.6mmであった．どちらの条件も幅が広く，深さが浅い加工部が得られ，かつ溶融が確認できた条件である． 図１ 条件①-1 レーザ出力P = 50Wによる加工部 図２ 条件①-1 デフォーカス距離Z = 9.5mmによる加工部 図４ レーザ出力P = 90W，スポット径φ≒2000μm（理論値） 300.0250.0200.0150.0100.050.00.00.025.050.0レーザ出力Wa) 加工深さとレーザ出力 75.0100.0
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