− 42 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2017211一般研究開発助成AF-2017212一般研究開発助成レーザー積層造形，医療デバイスレーザ−積層造形，インプラント，低ヤング率nitta@eng.niigata-u.ac.jpレーザー加工超短パルスレーザー，レーザープロセッシング，エネルギー移譲，初期過程mkatto@opt.miyazaki-u.ac.jp新潟大学 自然科学系（工学部） 教授宮崎大学 産学・地域連携センター 准教授新田 勇甲藤 正人3次元レーザ積層造形による頸椎椎間板インプラント材の作製技術ダブルパルス照射フェムト秒レーザープロセッシングにおける素過程の考察ＳＬＭでは，レーザの高出力 （２００Ｗ〜４００Ｗ） 化のために，ほぼ１００％密度のものも製作可能であるが，逆にヤング率は溶製材と同じ値になってしまい，インプラント材料として使用すると応力遮蔽の問題が生じる．低出力レーザを用いると微細な内部構造を持つ造形物が作製できるので，焼結時点で骨と同等のヤング率をもつ造形物とすることができる．本研究ではこのことを確かめるために，３０Ｗ以下の低出力レーザを用いて，５ｍｍ立方の造形物を作製し，圧縮試験により等価ヤング率を算出した．その結果以下の結論を得た．（１）骨と同等の等価ヤング率を持つ造形物を作製することができる．（２）造形後に加圧により若干の変形を加えることにより，焼結物のヤング率を望む値に変更できる．（３）中程度のエネルギー密度の時に，圧縮試験荷重にかかわらず，等価ヤング率はほとんど変化することなしに推移した．近赤外超短パルスレーザーを用いた加工プロセスにおいて、そのエネルギー移譲と初期過程を明らかにすることを目的とした。波長800nm パルス幅125fs のチタンサファイアレーザーを光源して用いた。半導体シリコンを加工対象として、しきい値付近における加工の進展の様子について、重点的に調査した。照射するフルーエンスならびにショット数を変え、表面における変成や加工の進展の様子を観測した。この結果、1回のレーザー照射においては、高い加工しきい値であるが、複数回の照射により、変成からアブーレションへと加工が進展していく様子が明らかとなった。また、シリコンにおいては、面方位において初期状態が異なり、熱伝導率の違いによるものであることが示唆された。干渉光学系を用いたダブルパルス照射においては、1st パルス照射後550ps においても、表面にはエネルギー残存していることを示唆する結果が得られた。
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