mμ幅の部工加1層の厚さ1インチあたりのパルス数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 = 35.6mm0000090451500015abcd ②-2101.68.8735.6①-238.18.874.8− 261 −３．ラスタ加工による面の平滑化 3.1 平滑化の方法 面の平滑化は，ラスタ走査によって行った．加工面積を5mm×5mmとし，表２に示す条件で加工した．試料は，前章と同条件で造形した．70mm×30mm×2mmの板形状について，造形時にモデルデータの角度を変えて配置した．この際，試料の加工部分は，70mm×30mmの面として統一した．平面方向をxy，積層方向をz，回転角度をそれぞれα，β，γとして，モデルを図６，表３に示す配置で造形した． xy平面に試料が水平になるよう配置した試料をa，加工面をxy平面と垂直に配置した試料をb，y軸を基準に45°に回転させた試料をc，x 軸とy軸両方に15°回転させた試料をdとした．これは実際のAM造形品が複雑な形状をしており，AM造形品の面が意図せずに様々な方向に配置されるためである．配置方向c，dの条件は設計上の端部の角度が，水平方向に対して浅くなるため，加工面に図７に示すような積層段差が大きくなる．表面粗さの測定には，レーザ顕微鏡(オリンパス社製LEXT-OLS4000)を用いた．造形後の試料はJIS B 0601に準拠して算術平均粗さRaを測定した．なおレーザ加工部の表面粗さについては，加工部中央とその両端部分について，走査方向に対して垂直方向に3回ずつ計9回測定し，平均値を算出した． 表２ ラスタ加工条件 条件レンズ焦点距離[mm]走査速度[mm/s]デフォーカス距離(Z) [mm]走査線の間隔[μm]レーザ出力[W]積層方向3.2 実験結果および考察 表４に試料の配置方向と積層段差間の距離とを併せて示す．造形後の表面粗さは，Ra 30μm前後となっていた．傾斜させた条件は，積層段差によってRaが粗い状態となっていることがわかる．加工後の表面写真を図８に示す．画像中央部の点線で囲まれた領域が加工エリアである．エネルギ供給量を増やす，すなわちレーザ出力を大きくする，もしくは走査線間隔Sを小さくすると，加工部の光沢が増えていく傾向となった．これは粉末や積層段差等の凹凸が平滑化されたことで，自然光などの反射が強くなったためであると考えられる．さらにエネルギを増大していくと，溶融した樹脂が加工部境界を越えて流れ出てしまう結果となった．とくにS = 50μmでは，樹脂の流出が顕著となった．溶融した樹脂が流れ出た条件では，加工部が半球面のような凹形状となっており，加工前の形状を保つことができなかった．この理由として，溶融量が増え流動性が高くなった状態に，レーザが何度も繰り返し照射されることで，少しずつ加工部の外へ樹脂が流出していったと考えられる． 加工条件と表面粗さの結果について図９に示す．なおS = 50μm，P = 90Wの条件は，加工部の傾斜により粗さを測定することができなかったため記載していない．加工部境界から溶融した樹脂がはみ出さず，かつ最も粗さが低減した結果は，条件①-2を用い，レーザ出力P = 50W，走査線間隔S = 101μmでRa 1000.0800.0600.0400.0200.00.00.025.0レーザ出力Wb) 加工幅とレーザ出力 図５ 加工部の測定結果 50.075.050, 101, 20330, 50, 70, 901000100.0図６ 平滑化の対象となる試料の配置方向 表３ 各試料の配置角度 試料積層段差試料の端部図７ 積層段差と角度 α [°]β[°]γ [°]CADによる設計値
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