レーザ微細加工

レーザ微細加工とは？

レーザ微細加工は、レーザビームを使用して微細スケールで材料を除去する精密製造プロセスです。比較的大きい部品を機械加工できますが、生成できる穴、溝、形状などの構造は数ミクロンから数ミリメートルに及びます。光学系の段取りやスペックにも拠りますが、レーザビームは通常10～60 µmで、非常に硬くて脆いものを含む材料において微細形状の加工が可能です。

メリット
機械
加工アプリケーション例

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レーザ微細加工と言えば、GFマシニングソリューションズ

GFマシニングソリューションズは、ソフトウェア開発とフォトニクスの専門知識を生かし、70年にわたる最新鋭の精密マシニングセンタの経験を生かしたレーザシステムを開発し続けています。

2016年におけるMicrolution社との統合により、GFマシニングソリューションズはレーザ微細加工におけるノウハウを大幅に強化し、今ではその先進技術でマーケットリーダーとなっています。

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ほとんどの微細加工アプリケーションは、フェムトレーザとも呼ばれる超短パルスレーザを必要とします。GFマシニングソリューションズは15年にわたるフェムト秒レーザの経験を基に、フェムトFlexiPulse™の発振器に代表される自社製品を世界最高のレーザーメーカーと共同開発しています。

グローバルな事業展開と独自のノウハウにより、GFのレーザ担当アプリケーションエンジニアとGFアカデミーがお客様をサポートし、GFレーザ加工機がもたらす可能性を最大限に引き出すお手伝いをします。

マイクロエングレイビング (微細彫刻加工)

このタイプの機械加工は、製造するパターンの3D定義を使用して、部品の表面を形成します。5軸機械では、非常に複雑な彫刻面の形成が可能です。マイクロエングレイビングは、造幣局、時計製造、高級品、半導体、成形型、金型、医療機器の製造など、多くの業種でよく使われています。

マイクロシェイプ (微細成型)

高精度の形状や空洞を造り出すには理想的な方法であるマイクロシェイプ (微細成型)は、除去する材料について3D定義も使用します。マイクロシェイプ(微細成型)は、形状と表面仕上げに関して、より高い精度とより大きな部品サイズへの対応、更にはより多くの加工の可能性を提案することで、お客様の期待にしっかり応えます。放電加工やマシニング加工を完全に補完するマイクロシェイプ (微細成型)で、マイクロ金型、マイクロ工具、非常に硬い素材でできた細部や鋭いエッジのある部品の製造ができます。

マイクロカッティング (微細切削加工)

高精度の形状を必要とする多くの用途で使用されるマイクロカッティングは、一般的に厚さ2mm以下の素材に対して公差を絞った加工、製品の製造を達成することができます。このタイプの形状は、高級航空宇宙、医療機器、情報技術 (ICT)、電子部品などの幅広い産業向けの部品において見られます。

マイクロドリル加工 (微細穴あけ加工)

マイクロドリル加工は、情報技術 (ICT)、自動車、医療、航空宇宙などの産業における高精度の貫通穴を幅広く網羅しています。30µm角の穴から厚さ300µmのセラミック、厚さ5mmの金属に500µmの穴まで、その加工範囲は多岐にわたりますが、いずれも繰り返し精度、テーパーコントロール、滑らかな表面仕上げが要求されます。

主な優位性

各用途向けのレーザ発振器

お客様の素材と形状に合わせて最適化するために、赤外およびグリーンのフェムト秒レーザを共に提供しています。ナノ秒レーザを活用して、より高いスループットとより速いROI　(投資回収)を実現します。GFMSのデュアルソース・レーザ・ソリューションでそのメリットを最大限に活用できます。

3軸または5軸スキャナ

GFMSの3軸レーザビームは、高速かつ高品質、効率的な加工を実現します。GFMSの5軸ビーム伝送技術は、ポジティブ、ゼロ、ネガティブなテーパー形状の反復可能な切断加工とドリル加工を可能にします。

モジュール式またはターンキー・ソリューション

短納期での生産に対応するための数多くの加工ソリューションをご用意しています。GFMSの経験豊富なチームと連携してターンキー・ソリューションを採用されることで、一貫した加工工程を実現できます。

イン・プロセス計測

GFMSの統合ビジョンシステムとタッチプローブで、部品の認定と正確な部品位置決めができます。歩留まりを向上させ、風力検査を削減することで、利益率を向上できます。

シリーズの概要

LASER Sシリーズ

革新的なテクスチャリング加工と生産性の向上

LASER P 400

高い精度と妥協のない品質を実現するデザイン

ML-5

優れたエッジおよび表面品質とストレートサイドウォールを実現

ML-10

航空宇宙用途の部品加工に適した、広い機内加工エリア

MLTC

医療用途のチューブ切断における複雑な加工工程の簡素化

レーザ微細加工機のラインナップ

レーザ・マイクロエングレイビング/レーザ・シェイプレーザ・マイクロカッティングレーザ・マイクロドリル

LASER P シリーズ及び S シリーズ

Machine	XYZ travel (mm) Machining volume full 5ax (mm) Max. part weight (kg)
LASER P 400 fs	600 x 400 x 300 600 x 400 x 250 * 50
LASER P 400 U fs	600 x 400 x 300 Ø 140 x Z245 with F100 M39 4
LASER S 1000 U fs	1000 x 550 x 880 Ø 510 x Z480 with F163 150
LASER S 1200 U fs	1200 x 900 x 970 Ø 1200 x Z790 with FS163 1200

* 最大部品加工サイズ

ML-5/ML-10/ML-TC

Machine	Number of motion axes Type of beam delivery Type of LASER
ML-5	3-axis / 5-axis 2-axis / 3-axis / 5-axis scanheads IR femtosecond, Green femtosecond
ML-10	5-axis Fixed optics / articulated wrist / 3-axis scanhead IR nanosecond, IR millisecond
ML-TC	4-axis fixed optics IR nanosecond, IR femtosecond

加工アプリケーション用途

スピナレット (紡糸口金)

消耗品を活用することなく、材料を直接加工することで、部品あたりの製造コストを削減できます。精密な電極やマイクロドリルを使用することなく、複雑なゼロテーパ形状を簡単に加工できます。新しい部品プログラムを読み込むだけで、あらゆる形状を加工できます。

高い平坦度

Smart CAMソフトウェア、高い機械安定性、最高水準のフェムト秒レーザ発振器の使用は、特に医療、時計製造、ICTなど高精度産業で最も困難な形状公差をマスターする鍵です。平坦度公差-/+3μm、3D面粗さSa 0.23μmを実現

硬質材加工

フェムト秒およびナノ秒レーザ光源（デュアルレーザ構成も可能）により、硬質金属からセラミック、ガラスまで、半導体および電気部品アプリケーションのあらゆる素材を加工できます。

家電製品のための微細加工

万能なLaserSUITE360完全ソフトウェアソリューションにより、設計・開発から部品加工完了まで、加工パスを簡単にプログラムし、高品質の部品を製造します。

プローブカード

電子部品の小型化により、より小さく、より精密な加工が求められています。GFMSの超高速レーザ・マイクロマシニング加工機 ML-5は、3μm以下のコーナーRとゼロテーパ・サイドウォールを実現し、お客様の要求に応えます。

時計部品

時計のムーブメントには、非常に小さく、精密な公差の部品が数百個使用されています。従来の加工方法と比較して、低コスト、サイクルタイムの短縮、生産性の向上を実現するために、超高速レーザ微細加工ソリューションが必要とされています。

自動車の照明

精密なディテールを形成する能力だけでなく、大きな成形型を彫刻する能力も備えた、レーザ・フェムト秒発信機が搭載可能な 5軸 LASER S 1200 Uは、緑色の波長でポリマーに直接彫刻を施しながら光沢効果を制御し、表面の完全性を実現し、迅速に試作品や製品を製造します。

ブラインド機能

レーザ微細加工を使用することで、不要な加工を省くことができます。プロファイルの切断、穴あけ、ブラインド機能の加工の全てを1回の段取りにて行えます。

高い5軸位置決め精度

機能の再現性と正確な位置決めを実現します。内蔵のビジョンシステムとタッチプローブにより、加工対象のワークを確実に測定し、精密な位置決め公差を達成します。

小型部品、大量生産

MLTC 専用に設計された小型チューブハンドリングシステムにより、外径最小 0.3 mmの部品を完全生産自動化(lights-out)できます。