助成研究成果報告書Vol.35

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θbc1545623a7 nsc1.2b10.2a1.5３．研究成果本研究では，CVDD工具の刃先部分をパルスレーザ研削で加工した．PLG加工の概略をFig.2に示す．まずは，パルスレーザ光は，円筒状および縦方向のレーザ加工領域（赤色で描かれた）を形成するために，長焦点レンズで集光される．そして，研削加工において砥石走査のように，集光ビームは小さな加工角度θで照射して工具刃先とほぼ平行に走査を繰り返す．特定のスキャン数後，工具は水平方向にレーザービームに向かって送りされ，スキャンの新しいパースを開始する．そうすることで，Fig.2の右側のように刃先付近に薄いブルーの部分が除去され，刃先をシャープになった．laser beamtoolfocalpointscan本研究ではまず，改質されたダイヤモンドの結晶性の以前の報告による波長1045 nmの同じfsレーザを用いてPLG加工を行った．レーザのスポット径が約50μmの長焦点距離レンズ（焦点距離100mm）で集光され，加工角が変化し，それぞれ高いフルエンス及び低フルエンスを示す2つの異なる条件が行った．比較のために，最適であると確認された条件下でNd:YAGnsレーザを用いたPLG加工も行った．具体的なPLG加工条件はTable1に示した．そして，さらにPLG加工の精度をより向上させるために，他の波長はUVのfsレーザ加工機も用いて，刃先成形とダイヤモンド構造改質を同時に実現できる条件を調査した．レーザ加工条件はTable 2に示す．十分なレーザフルエンスを確保するため，対物レンズで集光してスポット径が2μmであった．PLG加工を行った後，SEMを用いて加工刃先成形を評価した．ダイヤモンドの微細構造変化表面を同定するためにラマン分光を用いた．Fig.3に示すように，PLG処理面の加工chamfer角度θ’及び粗さRzをレーザ顕微鏡で測定した．angle θ700 fs1045 nm100 kHz60 mm/s355 nm15 kHz30 mm/s3 W4.5 °3 W20 °10 °2502575010151010250375200300Fig. 3. Definition of processed angle θ’ and the measurement Table. 3 Processed angle θ’ of PLG with ns laser and IR fs laserConditionNo.10Processedangleθ’, °35020 μmTable. 1 Laser parameters of PLG with ns laser and IR fs laserConditionNo.Pulse width Wavelength Repetition rateScanning speedPower Processing angleθTable. 2 Laser parameters of PLG with UV fs laserConditionNo.Pulse width, fsWavelength, nmRepetition rate, kHzScanning speed, mm/sPower, mW125Fig. 2. Schematic of PLG processing at a small processing processing anglefeedremoval part■■■■■レーザ■■■による刃先成形■・■Table1に記載された条件下でのPLG加工を行った．Fig.4は被加工端面（像の上側）の光学顕微鏡画像を示す．蒸着したコーティングよりもnsレーザの表面が非常に明るい処理された表面に比べてfsレーザの方が暗くなった．ns及びfsレーザを用いた加工面の特徴は，レーザ研削処理後の条件（a），（b）ともに平滑になってきた．レーザ顕微鏡を用いて，加工面の粗さRzと加工された面取り角度θ’を測定し，Fig.5及びTable3に示す．processed angleby laser microscopeas-depositeddiamondPLG processed surface− 426 −