研究実績

経済産業省地域新生コンソーシアム研究開発事業及び地域イノベーション創成研究開発事業採択テーマとその実施内容

採択テーマ(2) 「特殊レーザピーニング技術の開発」
                               (研究代表者:沓名宗春)  平成19年度  9900万円
共同研究機関:名古屋大学、愛知県産業技術研究所、三重大学、光産業創成大学院大学、齋藤工業、
          レーザックス、中央精機、東洋製鋼、新党ブレーター、、石原薬品、エンシュウ

採択採択テーマ(3) 「特殊レーザピーニング技術の実用化」
                               (事業代表者:沓名宗春  平成20年度  6900万円
共同研究機関:最新レーザ技術研究センター、愛知県産業技術研究所、三重大学、光産業創成大学院大学、
          齋藤工業、石原薬品、ナデックス

○ レーザピーニングの原理
 高パルスエネルギーのQ-switch YAGレーザにより、5〜15GW/cm2
 出力密度で5〜15nsのレーザをワークに照射すると、約5万気圧の高圧
 プラズマがワーク表面に発生する。
 このプラズマ圧力によりワーク表面に微細塑性加工を与え、微小な窪み
 (ディンプル)を形成する。

○ レーザピーニングの応用例
 ・ジェットエンジン部品の疲労強度改善
 ・原子力発電プラントの応力腐食割れ防止核燃料保管容器の
  応力腐食割れ防止
 ・溶接構造物の疲労強度の向上・延命


○ 特殊レーザピーニングの原理
 粒子を塗布した金属シートを基板表面に貼ったワークに短パルス
 高パルスエネルギーレーザを照射し、ワーク表面に高圧プラズマを
 発生させ、プラズマ圧力によりワークに微小なディンプルを形成する
 とともに粒子をワークに打込む。

○ 特殊レーザピーニングの特徴
 ・各種粉体を材料表面に塗布できる。
 ・低温で粉体の打ち込み処理が可能
 ・表面に生じるディンプルが均一形状である。
 ・微細ディンプルの深さを正確に制御できる。
 ・材料表面に熱的ダメージを与えない。
 ・ディンプルの上部周辺の盛り上がリが生じない。

○ 特殊レーザピーニングの応用として考えられる事例
 ・摺動部品の摩擦抵抗の低減、摺動性の向上
   (エンジン効率及び回転数の向上)
 ・圧縮残留応力による疲労強度の改善と応力腐食割れの防止
   (溶接構造物の疲労強度改善)
   (化学プラント、発電プラントの応力腐食割れの防止)
 ・各種触媒の打込み
   (各種反応容器の性能向上、燃料電池の効率向上)
   (光触媒による有機物質や汚れの洗浄などの環境
   浄化機能、消臭機能、ウイルスの殺菌機能の付与)
 ・抗菌剤の効率的な塗布
   (食品機器、厨房機器及び医療機器等への抗菌剤の付着)
   (空調機器の金属フィルター等の除菌効果)
 ・香料などの効率的な塗布
   (装飾品、身の回り品や家庭用品への香料の塗布



       レーザピーニングの原理






   特殊レーザピーニングの原理



アルミナ粒子の打込まれアルミニウム合金


          
     
 プロセス中の様子             シートを貼ったまま状態        シートを剥がした状態
                                    レーザピーニング処理後のピストンの外観

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