図1 PLG（Pulse laser grinding）刃先成形加工の概要 図2 PLG刃先成形加工における加工除去領域 図4 刃先成形過程インプロセス計測システムの概要 図5 パルス間隔の模式図 表1 レーザ諸元 2・2 刃先成形過程インプロセス計測システムの概要 図4に刃先成形過程インプロセス計測を実施するための光学系を示す．図3に示したPLG加工機に高速度ビデオカメラ（FASTCAM APS-RX，Photron社製）を新たに設置することで，刃先近傍で生じるプラズマ発光を可視化する．プラズマ発光は瞬間的に生じるため，レーザ発光のタイミングと高速度カメラのシャッタータイミングを同期させて撮影を行った．高速度カメラの撮影速度（Frame rate）は15000 fps，シャッター速度（Shutter speed）は1/15000 sに設定した． なお，本実験では，パルス間隔が異なる3条件（0.2 µm, 2 µm, 20 µm）でのPLG加工におけるプラズマ発光観察を行った．ここで，パルス間隔とはパルスレーザが1回照射される間に工具が左右に移動する距離である．したがって，パルス間隔が小さい場合，工具の表面に重なってレーザが照射される． 図5は，加工される工具のエッジを鉛直方向上側（レーザ照射の上流側）から見た時の加工面の形状を模式的に図示したものである．一発のレーザ一照射毎に理想的にエッジ部が除去された場合，図5に示すようなエッジ形状が創製されると考えられる．ここで図中のxがパルス間隔を意味する．すなわち，xが小さいほどより平坦なエッジが形成される（理論粗さRmaxは小さくなる）． 3．実験結果 3・1 典型的な実験結果（パルス間隔が2 µmの場合） 図6に典型的な観察結果（パルス間隔2 µmの場合）を示す．同図は各pass（加工する工具を図1左図において左 本実験で使用したレーザの使用を表1に示す．レーザ媒質としてNd:YAGを用いたナノ秒パラスレーザを使用した．基本波は1064 nmであるが，本実験では第3高調波の355 nmの紫外光を使用した．パルス幅は7 nsでありQスイッチによりパルス化が行われている． 波長 パワー パルス幅 周波数 パルスエネルギー (a) 写真 (b) 概略図 図3 実験に用いたPLG刃先成形加工機 355 nm 3.0 W 7 ns 15 kHz 200 μJ − 254 −
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