レーザー誘起衝撃波による金属の表層加工 : レーザーピーニング

摘要

レーザーによる材料加工の最大の特長は優れた制御性と非接触処理が可能なことにある。レーザー加工は，主に，レーザ一光を加工対象に照射した際に発生する熱を利用しており，熱の発生方法は，連続発振するレーザー(CWレーザー)を照射する場合と，レーザーを短い時間内にエネルギー圧縮したパルス(パルスレーザー)として照射する場合の2種類に大別できる。CWレーザーは，レーザー溶接，穴開け,切断，さらに造形等の熱加工に主に利用されている。一方,パルスレーザーは，十分に大きなピークパワーを持っため，アブレーション加工を実現することができる。アブレーシヨンとは，強いパルスレーザーを固体物質に照射したとき，固体表面を構成する物質がレーザープラズマの発生とともに瞬時に蒸発•飛散し除去される現象のことをいう。アブレーシヨンによって発生したプラズマの反作用により，衝撃波が物質表面に駆動され，物質内部へと伝播する。この衝撃波をレーザー誘起衝撃波と呼び，レーザーの照射条件に依つては物質に塑性的な変形を与えることができる1)。本稿では，レーザー誘起衝撃波を利用した金属の表層加工技術であるレーザーピーニングについて記す。