レーザストラクチャリング

ストラクチャリングでは、レーザは層又は基材に規則正しく配列された形状を形成し、技術的特性を狙い通りに変更して新しい機能を作成します。例えば、レーザを使って定義された摺動特性のために粗面化または（オイル）セルを導入する場合が挙げられます。そのような構造の個々の要素のサイズは、多くの場合わずか数マイクロメートルです。極めて高いパルス出力を持つ短レーザパルスがこのような高密度のエネルギーを生み出すため、材料はほぼ直接気化 (昇華) します。その際、レーザパルス毎に小さな窪みが発生し、溶融はほぼ回避されます。

レーザストラクチャリングにより、摩擦特性又は電気や熱の伝導率などに影響を与える特性が生まれます。さらに、レーザストラクチャリングにより、加工品の接着強度や耐久性が向上します。

表面のレーザストラクチャリングの利点とは？

環境にやさしい

レーザによる表面のストラクチャリングでは、購入や廃棄にお金がかかる追加の噴射剤や化学薬品は不要です。

再現性と精密さ

レーザにより、簡単に再現可能な、マイクロメートル単位で正確な制御された構造が得られます。

ローメンテナンス

すぐに摩耗する可能性のある機械的なツールとは異なり、レーザは非接触で動作するため、摩耗することは絶対にありません。

後処理不要

レーザ加工により、部品に溶融物やその他の加工残留物はありません。

金属のレーザストラクチャリングの仕組み

レーザストラクチャリングでは、レーザ光線 (通常はパルス) を用いて、表面に規則正しく配列された形状を形成します。材料は、レーザ光線によって制御された方法で溶融され、適切なプロセス制御によって定義された構造で凝固します。

レーザ光線が加工品の表面に当たります。
レーザ光線により吸収体が加熱されます。
溶融物が固まることで構造が生成されます。

レーザストラクチャリングの代表的なアプリケーション

接着準備のためのレーザストラクチャリング

接着技術には清潔でわずかに構造化された表面であることが必要です。構造化とクリーニングは、接合箇所で局所的に、接合前にレーザにより一つのプロセスステップで行われます。構造化することで接着剤との濡れ性が向上します。これにより、接着力が高まり、接合部の長期安定性が向上します。このレーザ加工法は自動生産ラインに簡単に統合できます。

コンロッドのレーザストラクチャリング

レーザストラクチャリングにより、機能性表面のトライボロジー特性を正確に向上させることができます。この工法は、自動車部品の製造などで利用されています。

フォース・フォームフィットの金属・プラスチック接合の構造化

レーザにより金属接合パートナーにアンダーカットのあるマイクロ構造が形成され、プラスチックと金属表面との結合を可能にします。この工法は、自動車部品や白物家電の製造などで利用されています。軽量構造では、金属とプラスチックの接合の果たす役割が益々重要になっています。この理由は金属の高い強度及び剛性と、プラスチックの軽量性と高い設計自由度を融合できるためです。