レーザー微細加工

レーザー微細加工

基礎現象と産業応用
著者名 新井 武二
発行元 丸善出版
発行年月日 2018年01月
判型 A5 210×148
ページ数 246ページ
ISBN 978-4-621-30236-1
Cコード 3053
NDCコード 566
ジャンル 機械・金属・材料

内容紹介

近年、工業製品の多くは小型化され、性能を維持した上でコンパクト化することが究極の目標とされる一方、製品の軽薄短小の模索は指摘素材の選定から微細な工法にまで及び、力学的な負荷は変形をもたらすことから、無接触工法のレーザー加工が大注目されている。本書では、特にナノ秒、ピコ秒、フェムト秒などの短パルスレーザーによる微細加工を産業応用の観点から、長年にわたり基礎現象と応用研究の立証実験を蓄積し、加工学の立場で微細加工を理論的に体系化したレーザー加工技術研究の第一人者による待望された書。 ■本書の特色■ ・レーザーによるマイクロ・微細加工に関する初の専門書 ・各種レーザーによる詳細な加工条件が初めて開示された ・レーザーによる微細加工の原理を体系的に詳解 ・レーザー微細加工の実際が理解でき将来が展望できる ・日本を代表するレーザー関連企業の全面協力を得た書

目次

第1章 レーザーによる微細加工
 1.1 微細加工とは
 1.2 微細加工の歴史的経緯
 1.3 微細加工の特徴
第2章 微細加工用レーザー
 2.1 微細加工用レーザーの種類
 2.2 微細加工用レーザー発振器
  2.2.1 短波長化レーザー
  2.2.2 短パルス化レーザー
第3章 微細加工の基礎事項
 3.1 光の反射
  3.1.1 光の反射率
  3.1.2 材料表面状態と反射率
 3.2 材料の光吸収
  3.2.1 光吸収
  3.2.2 多光子吸収
 3.3 単一パルスエネルギー
 3.4 光の消衰係数と浸透深さ
  3.4.1 材料の消衰係数
  3.4.2 光の浸透深さ
 3.5 プラズマの発生と圧力波
  3.5.1 レーザー誘起プラズマ
  3.5.2 プラズマと圧力波
 3.6 超短パルスと金属の表面科学
  3.6.1 フェムト秒レーザー加工の表面分析
  3.6.2 照射表面の化学分析
 3.7 レーザー照射による加工現象
  3.7.1 光子エネルギー
  3.7.2 超短パルスレーザー照射とアブレーション過程
 3.8 超短パルスレーザー加工の考察
第4章 代表的な微細レーザー加工
 4.1 微細穴あけ加工
  4.1.1 解析方法
  4,1.2 実加工実験
  4.1.3 加工におけるエネルギーの配分
 4.2 極薄板の切断加工
  4.2.1 加熱源スポット形状の速度依存性
  4.2.2 表面に発現する光源の形状測定
  4.2.3 極薄板の切断加工
  4.2.4 ファイバーレーザーによる高速加工
 4.3 表面機能化
  4.3.1 高分子材料の表面機能化
  4.3.2 固体の接触角と自由エネルギー
  4.3.3 金属材料の表面機能化
  4.3.4 レーザー加工とトライボロジー
  4.3.5 表面ポリシング
  4.3.6 レーザーテクスチャリング
 4.4 ガラス系材料の微細加工
  4.4.1 石英ガラスの表面加工    
  4.4.2 ガラスの内部加工
  4.4.3 ガラスの切断加工
  4.4.4 ガラスの吸収率と反射率
第5章 精密微細レーザー加工の実際
 5.1 赤外レーザーによる精密微細加工
  5.1.1 CO2レーザーによる微細加工
  5.1.2 1μm帯レーザーによる微細加工
 5.2 精密微細加工の産業応用
 5.3 AM加工技術 
  5.3.1 AM加工とは
  5.3.2 レーザー光積層造形技術の種類
  5.3.3 AM法の現状
  5.3.4 AMの加工事例
第6章 マイクロ微細レーザ加工の実際
 6.1 マイクロ微細加工とは
  6.1.1 マイクロ微細加工の定義
  6.1.2 マイクロ加工用レーザー
 6.2 マイクロ微細穴加工法
  6.2.1 光学系の調整
  6.2.2 穴あけ加工の種類
  6.2.3 極薄板の最小穴径の限界
 6.3 穴あけ加工の最小化
  6.3.1 パルス幅の影響
  6.3.2 金属の穴あけ加工
 6.4 非金属材料の穴あけ加工
  6.4.1 セラミックス系材料の穴あけ加工
  6.4.2 高分子材料の穴あけ加工
 6.5 フェムト秒レーザーによる加工
  6.5.1 立体形状加工
  6.5.2 加工量と表面デブリ
第7章 短パルス微細レーザー加工の現状
 7.1 短パルスレーザーによる加工
  7.1.1 レーザーと微細加工 
  7.1.2 短パルスレーザーの応用
  7.1.3 波長別の応用加工 
 7.2 マイクロ微細加工の産業応用
  7.2.1 ポリイミド系材料のレーザー加工
  7.2.2 リチウムイオン電池の切断加工
  7.2.3 プリント基板の穴あけ加工
  7.2.4 エキシマレーザーによる表面剥離加工
  7.2.5 炭素繊維強化プラスチックの切断加工
 7.3 マイクロ微細加工の課題と展望
  7.3.1 フェムト秒レーザーの機械加工への応用
  7.3.2 ピーク出力と加工
  7.3.3 マイクロ微細加工の課題
第8章 微細加工用単パルスレーザーの安全
 8.1 安全基準
  8.1.1 規格および基準の動向
  8.1.2 日本のJISによる安全基準
 8.2 安全の目安
 8.3 加工と安全
  8.3.1 レーザーと安全
  8.3.2 レーザーによる障害
 8.4 加工時の安全対策
  8.4.1 レーザー光に対する安全
  8.4.2 レーザー作業の安全
 8.5 その他の安全対策
  8.5.1 安全予防の実施と定期点検
  8.5.2 日常安全衛生の奨励

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