大阪大学等开发出应用于精密金属模具加工的多波束照射式激光镀膜技术

新产品 · 新服务 2018年11月12日
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大阪大学、石川县工业试验场以及村谷机械制作所开发出了直喷式多波束型激光镀膜法,实现激光镀膜。该技术可应用到智能手机配件的金属模具和小型电钻等高精度加工领域。

该技术可以通过小集光口径的多波束激光照射,实现微变形镀膜、形成淡红色皮膜镀膜以及球面等各种形状的皮膜镀膜。村谷机械制作所利用该项成果,开发出了直喷式多波束激光镀膜装置,并将其安装到了该公司生产的激光加工装置“ALPION”上,预计明年4月开始出售。(图1)

直喷式多波束型激光镀膜装置

图1 直喷式多波束型激光镀膜装置

此外,该装置将在第29届日本国际机床展览会“JIMTOF2018”上进行实机工作演示。该展览会将于2018年11月1日至6日在东京BIG SIGHT(东京国际会展中心)举办。

此次开发的设备具有以下特征:可从机床底座开始喷射供给原料粉末,通过小集光口径的多波束激光照射,溶解凝固原料粉末,进而在目标位置准确制备薄而细微的皮膜。(图2)

直喷式多波束型激光镀膜过程

图2 直喷式多波束型激光镀膜过程

此外,通过直接加热喷射的粉末材料,可将母料表面的熔接范围降至最低,稀释少,可实现微变形镀膜。同时,该装置通过与5轴(三个直线运动轴加上倾斜轴和旋转轴)控制的全自动工作台组合,可制作出曲面形状的皮膜。该设备的主要特点如下。

【1】 实现高精度、高品质的激光镀膜

与原来的激光镀膜装置相比,该装置的激光集光口径小,通过直接加热喷射的原料粉末,可降低高温对母材的热负荷。此外,也可实现微变形镀膜、淡红色皮膜镀膜以及钻头等细微部位的镀膜。

钻头部位的激光镀膜

图3 钻头部位的激光镀膜

【2】 实现5轴控制的激光镀膜装置

通过与5轴(三个直线运动轴加上倾斜轴和旋转轴)控制的全自动工作台组合,可使加工对象(作业)自有倾斜,同时对加工对象的边角部位镀膜。此外,在JBM股份有限公司的技术援助下,村谷机械制作所与该公司合作开发出CAM系统,直喷式多波束型激光镀膜装置使用该系统来操作机器,进而实现对球面以及各种各样产品的镀膜(图4)。

球面激光镀膜

图4 球面激光镀膜

【3】 实现具备自控型粉末供给机的激光镀膜装置

为了灵活应用多波束型激光镀膜装置,需要保持原料粉末的少量、稳定供给。因此,上述企业开发出专门供给原料粉末的机器(图5)。该机器增加了监控粉末供给量的功能,通过自动控制阀门的闭合使供给量达到设定值,进而提高粉末供给量的稳定性。

粉末供给机

图5 粉末供给机

文 客观日本编辑部

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