放電加工とレ}ザ加工を併用した複合微細加工技術の開発桝加工中の微細穴内部における観察- 窪田真▼▼一郎･勝田智宣 ShinichirouKUBOTAandTornonoriKATSUTA キーワ}ド放電加工/レ…ザ加工/微細穴加工/複合化 KEYWORDS ElectricalDischargeMachining/LaserMachining/MicroBofing/Hybrid おける加工状態の観察を試みた｡通常の加工で 1.ほじめには､下穴の上下から排出される気泡ならびに加微細放電加工によって深穴加工を行う場合､加工屑の効率的な排出を行うために､YAGレー工屑しか観察できない｡そこで本研究では､下ザと放電加工を組み合わせた併用加工法を提案穴を模した観察用モデルを試作し､放電加工をしているt)｡行ったときの穴内部の実時間観察を行い､加工屑ならびに気泡の挙動を検討した2)｡図1に併用加工法の模式図を示す｡これは､ YAGレーザを用いて下穴をあけ､その穴に対し 2.実験方法て放電穴加工を行うものである｡放電加工平に図2上図は､下穴内部の加工状態を観察するた生成される加工屑は下穴から排出され､良好な放電特性が維持されるため微細深穴加工が可能めのモデルを模式的に示したものである｡透明となる｡しかしながら､下穴に対して放電加工アクリル板を用いて加工漕を作製し､その内部を行っても､途中で下穴が詰まりそれ以降は加に2個の被加工物である超微粒超硬合金の板を2 工が進行しないという現象がしばしば発生する｡これらの原因を解明するために､微細穴内部に Laserbeam Electrode l)YAGlaLSer 図1 2)MicroEDM 3)Finishedhole レーザ放電併用加工法図2 -55 】戟襲用モデルする｡加工酒は2個のゴニオメ…夕を介して加工いて膨張ならびに滞留していた気泡はある大き機に取り付けられており､これによって電極とさに達すると一気に剥離する｡(】60sec.)このよ観察モデルとの位置合_わせを行うことが可能でうな現象を繰り返しながら､加工が進行する｡ある｡電極にはタングステンワイヤを使用し､また､時間の経過にともなって加工屑の観察面必要に応じて電極成形を行った｡図2下図に示すへの付着が顕著になる｡(17min.)貫通までに約ように､観察用モデルを加工機に取り付け､電 40分を要しているが､その間､ジャンプ動作も極と位置合わせを行った後､油中で放電加工をなく良好に加工が進行した｡行い､穴内部の加工屑や気泡の流れを観察した｡図4は加工中に生成された加工屑のSEM写真である｡図から明からなように球形のものが多く､ 3.実験結果粒径が約3トtmから丹m以下のものまでが混在し図3は直径700トLmの電極を使用して観察実験をている｡成分分析の結果､粒の成分は主にタン行ったときの下穴内部の状態を時系列で示したグステンであり､これは電極ならびに被加工物ものである｡本モデルでは､隙間を610トLm､被から生成されたと考えられる｡また､匪l中の黒加工物の厚さを800けm､深さを8750トLrnとした｡色部分の元素は主に炭素であり加工中に生成さ図から明らかなように､加工開始直後は発生しれた炭素生成物であると考えられる｡た気泡のはとんどは上部より排出される｡また､気泡の大きさも下穴の直径と比較して小さい｡ 4.まとめ気泡の発生と同時に加工屑も下穴の裏面よりス ▼ F穴に対して放電加工を行った場合､加工屑ムーズに排出されているのがわかる｡しかしなの排出が向上するだけでなく､気泡の排出性にがら､加工が進行するに従って気泡は下穴内部対しても非常に有効であることがわかった｡しに-▼一度蓄積され､その後下部に向かって膨張すかしながら､自然対流においては､被加工物裏る(55∼75sec.)｡気泡の膨張が被加工物の裏側面に気泡が蓄積ならびに膨張し､下穴からの加付近に達すると､一部が剥離し下穴の外部へ排工屑などの排出性に影響をおよぼす｡したがっ出される(100sec.)｡また､120sec.時においてて吸引などを付加することは､被加工物裏面の見られるように､排出された気泡が被加工物裏清浄効果に有効であると考えられる｡面において膨張し､新たに発生した気泡の排出参考文献を妨げる状態も観察された｡被加工物裏面におり栗林宏和､宇野義幸､窪田真一･-･､-･一郎､横滞精一:電気加工学会全国大会(1998)講演論文集､ 33-36｡ 2)山本兵嗣､宇野義学会全国大会(2001) 図3 加工中の穴内部の状態図4 仙56-- 加工屑のSEM写真