目前，工厂的加工工艺优化多依赖于工匠的经验，难以进行理论说明，几乎未采用模拟器。原因在于，发生在金属内部或冷却液中的金属加工过程，无法直接观察。
东京大学先端科学技术研究中心的三村秀和教授、国立研究开发法人理化学研究所放射光科学研究中心的矢桥牧名团队负责人、高亮度光科学研究中心的大桥治彦室长，共同开发出了一种适用于切削加工与放电加工等金属加工技术的超高速X射线诊断法。相关成果已发表在《Review of Scientific Instruments》上。
图3 在SPring-8中利用100keV的X射线拍摄得到的钻孔加工视频片段
上方为开始钻孔阶段，下方为钻透后的视频片段。实际拍摄间隔为五千分之一秒（供图：东京大学先端科学技术研究中心）
研究团队利用Spring-8新开发的穿透能力极强的100keV高亮度X射线，以五千分之一秒的超高速，在全球首次成功观察到了在冷却液和金属内部，工具对金属进行切削的过程。此外，还清晰地观察到了钻头的振动状态，阐明了钻孔加工中需避免的毛刺产生机制。同时，还成功观察到了工业领域中重要的放电加工过程。
通过该方法，研究人员能够直接观察到此前无人看到过的冷却水及金属内部发生的金属去除过程、切屑产生以及工具振动等现象。
两年后Spring-8Ⅱ建成后，将以更高的空间分辨率与时间分辨率，实现对切削加工、放电加工、激光加工、3D打印等各种金属加工过程的超高速X射线观测。此次开发的金属加工工艺超高速X射线诊断法，有望大幅推动机床与工具的研发，为日本处于领先地位的机床产业闯到更大的发展空间。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Review of Scientific Instruments
论文：High-speed imaging of cutting and electrical discharge machining (EDM) in thin metals and fluids using high-intensity 100 keV x-rays
DOI：10.1063/5.0279761
