レーザ下穴利用マイクロドリリング技術の開発

■機械金属部 舟田義則 廣崎憲一 中島明哉

 近年,精密機械産業や電子産業,医療機器産業では,直径1mm以下の微細な穴を高速に,かつ形状寸法や加工位置がともに高精度に加工可能な技術の開発が求められている。本研究では,セラミック材料を対象に,レーザ加工と小径回転工具とを用いた機械的ドリル加工を組み合わせてレーザ複合マイクロドリリング加工を試みた。まず,YAGレーザにより板厚1mmのアルミナセラミックスの穴加工実験を行った結果,加工時間1秒で穴径0.16mmの加工を,加工時間10秒で穴径0.7mmの下穴加工が可能になった。さらに,この下穴を利用することにより従来よりも高速な0.25mm/sの送り条件で小径回転工具による仕上げ穴加工が可能になった。一方,本実験条件では工具の損耗は防げなかったが,マイクロドリルに比べてマイクロボールエンドミルは穴周囲の欠けを抑えることができた。
キーワード:マイクロドリリング,マイクロドリル,マイクロエンドミル,レーザ穴加工

Development of Micro-drilling Method Combined with Laser Pre-hole Processing

Yoshinori FUNADA, Kenichi HIROSAKI and Akiya NAKASHIMA

In the precision-machinery, electronics and bio-medical industries, there is a need to develop a micro-drilling technique for accurate and high-speed processing of a micro-sized hole with a diameter of 1mm or less. In this report, a complex micro-drilling technique, which combines mechanical drilling using a micro tool with laser piercing, was examined, and the following results were obtained. For an alumina ceramic plate with a thickness of 1mm, laser piercing could be used to prepare pre-holes of 0.16mm and 0.69mm in diameter within 1 second and 10 seconds respectively. Mechanical drilling using a micro ball endmill and a micro drill finished those pierced pre-holes at a feeding speed of 0.25mm/s ― much higher than the speed achieved with ordinary mechanical drilling. The micro ball endmill didn’t cause chipping around the holes more effectively than the micro drill, even though chipping and wearing of tools could not be prevented.

Keywords:micro drilling, micro drill, micro ball endmill, laser piercing


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