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Case study

レーザー彫刻された鋼インサートの寸法解析

Case study, マイクロ製造, レーザー, 先進製造, 成形

Sensofar S wide
を使用することで、私たちは一回の測定で全てのジオメトリを測定することができ、全てが要求されたパラメータ内であることを確認することができました。

レーザーテクノロジーは、金型の微小キャビティ、微流体チャンネル、あるいは焼入れ鋼や硬質金属工具のための微細加工に最適です。私たちは、ナノ秒とフェムト秒のレーザーを使用して、優れた表面品質を達成しています。このため、レーザーテクノロジーは、彫刻されたナノ構造が機能を追加する機能的テクスチャリングに使用されます。例えば、摩擦を減少させたり、回折、トラッピング、または拡散を増加させる構造を作成することができます。他の構造は、超疎水性やさらには抗菌性である可能性があります。

機能的テクスチャリングのために、フェムト秒レーザーのような超短パルス持続時間のレーザーには、二つの主な利点があります。まず、微細加工はバリがなく、したがって部品にほとんど熱的影響がありません。結果として、明確なエッジと高品質の表面仕上げを持つ、クリーンで鮮明な微細加工が得られます。次に、「冷たいレーザー」であるため、私たちはどんな材料の上にも彫刻することができます:サファイア、プラスチック、ガラス、セラミック、アルミニウム、鋼など。

言い換えれば、フェムト秒レーザーを使用することで、プラスチックや透明なガラスなどの材料で作られた部品の上に完全な均一性で直接彫刻することができます。

laser engraved steel insert
図1. 真の色情報を持つインサート全体の地形の2Dビュー。

拡散テクスチャの研究

私たちが研究したいサンプルは、フェムト秒レーザーを使用して刻印された鋼製のインサートです(図1)。この部品は二つの異なる幾何学的形状から成っています:一つは平らな面が交差して形成されています。もう一つの幾何学は、小さなディテールのある波状の表面です。両方の幾何学にはその表面に拡散テクスチャがあります。

両方の構造は、光が注入されたプラスチック部分を通過するときに特定の効果を生み出すために作られています。そして、拡散デザインを使用して、均一な光分布を作成したいと考えています。この部品の目的は、PMMAを注入し、その後、光度学的な研究を行うことです。Sensofarから得られる結果を使用して、光学シミュレータを正確に調整するためのパラメータを知ることができます。

laser engraved steel insert
図2. 123 x 128 mm2 のサイズを持ち、2分間で実施されたインサート全体の地形の3Dビュー。

この部品の特性を評価するために、S wide
システムを使用して測定しました。これはフリンジプロジェクション技術を使用しており、投影された構造化光のパターンの変化を検出することで表面を測定します。この技術により、サブミクロンの繰り返し精度で大きなエリアを測定することができます。フリンジプロジェクションシステムと自動スティッチングのおかげで、数分以内に最高品質で全てを測定することができました(図2)。

laser engraved steel insert
cs26 Microrelleus – laser functionalization
図3. プロファイルビューから取得したインサートのクローズアップビューおよび重要な寸法。

彫刻の結果(形状、角度、表面品質)を知ることは、全てが光学的要件内にあることを保証するために不可欠です。Sensofar S wide
を使用すると、一回の取り組みですべての幾何学を測定し、すべてが必要なパラメータ内であることを確認することができます(図3)。

Sensofar のフリンジ投影技術は、マイクロスケールでの機能的テクスチャリングの解析に効果的です。その結果、機能的テクスチャリングが適切に機能するかどうかを確認するための迅速かつ非破壊的な測定を得ることができます。

S wide
のおかげで、SensoVIEW によりジオメトリの詳細を報告書にまとめることができ、優れた品質管理を提供することができます。S wide
は、研磨された表面を測定することができるため、フリンジ投影システムの典型的な制限も上回ります。

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