フェムト秒パルスレーザー加工によって製造された自動車エンジンのシリンダーライナーのテクスチャー幾何学の評価
The Manufacturing Technology Centre, located in Coventry, United Kingdom, is an independent RTO founded in 2011. As one of the UK’s High Value Manufacturing Catapults (HVMC), the MTC facilitates the industrialization of innovative manufacturing ideas and manufacturing system solutions. Under the MTC’s Component Manufacturing Technology group, Laser Processing forms a significant part of MTC’s capabilities, covering advanced machining, surface engineering, and material joining.
S neox 光学的プロファイラーは、レーザーテクスチャリングがシリンダーライナーセグメントの機能性能をどのように向上させるかを理解するのに不可欠でした。
レーザー加工により、表面摩擦、触覚の振る舞い、濡れ特性などの向上した機能性能を持つテクスチャを適用してエンジニアリングされた表面の開発が可能となります。ピコ秒およびフェムト秒領域の超短パルス持続時間を使用したレーザー加工により、高度に定義された微細な幾何学、エッジ、および仕上げでの表面テクスチャリングが可能です。5軸レーザー加工により、複雑なプロファイルを持つ三次元の部品のシームレスなテクスチャリングを実施することができます。
Sensofar S neox 3D 光学的プロファイラーは、MTCでの表面テクスチャの開発の不可欠な部分となっています。ヨーロッパ資金提供のPrometheusプロジェクトの一環として、自動車会社との共同実験的研究において、MTCで表面テクスチャが開発され、フェムト秒レーザーシステムを使用して自動車の内燃機関のシリンダーライナーセグメントの曲面に適用されました。図1は、レーザーテクスチャリングされたシリンダーライナーセグメントと3-Dプロファイロメトリを使用したテクスチャ機能の例を示しています。
Sensofarの統合された共焦点顕微鏡およびZ軸調整により、完全な2D地形層をキャプチャできます（図2）。
その後、SensoMAPソフトウェアを使用して、図3に示すキャプチャーシーケンスを使用してテクスチャを分析できます。まず、地形層からテクスチャ特性のプロファイル曲線が抽出されます（図3a）; これにより、溝の幅や深さなど、テクスチャジオメトリの重要な寸法を決定できます。段差高さ解析ツール（図3b）および距離測定機能（図3c）の両方を使用して、このキーデータを特定できます。これにより、レーザーテクスチャ化された表面の指示摩擦性能にとって重要な、未テクスチャ化された表面とテクスチャジオメトリとの間の遷移の分析が可能となります。距離測定は、ユーザーが手動で設定した曲線上の2点の寸法を提供しますが、段差高さは平均高さの差を提供し、レーザーテクスチャリングプロセスからの深さの変化のより正確な評価を提供します。
この自動車会社との研究では、S neox光学的プロファイラーは、レーザーテクスチャリングがシリンダーライナーセグメントの機能性能をどのように向上させるかを理解するのに不可欠でした。特に、共焦点は、S neoxの三つの技術の中で最も優れたパフォーマーであることが証明されました。解析ソフトウェアの機能を追加することで、レーザーテクスチャリングされた表面の摩擦性能を評価しました。
Sensofarとサポートソフトウェアを使用することで、テクスチャ設計を迅速に評価し、お客様のための結果を提供するためのレーザーテクスチャリングプロセスを開発することができます。
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