ファイバーレーザ加工技術の基礎と応用ならびに最新動向
～接合から肉盛、切断、表面熱処理、ピーニング、クリーニングまで～
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１．レーザの概要
1.1　レーザの基礎
1.2　レーザ加工技術の歴史
1.3　レーザの特性
(1)微細加工特性
　(2)精密加工特性
　(3)高パワー密度・高エネルギー密度
　(4)深溶込み特性
　(5)高能率加工
　(6)化学反応の利用
(7)高フレキシビリティー
　(8)レーザ加工の短所
1.4　レーザ加工の課題
1.4.1 熱加工における課題
1.4.2 非熱加工における課題 
1.5　レーザの種類
1.5.1　CO2レーザとYAGレーザ
1.5.2　半導体レーザ(シングルエミッタ)
1.5.3　高出力ファイバーレーザ
(1)ファイバーレーザの基本構成
(2)増幅用ファイバーの構造
(3)ファイバーレーザの特徴と特性指標
　①高ビーム品質
　②高出力・高輝度
　③高エネルギー変換効率
　④小型・軽量
　⑤高安定性・高信頼性
1.6　金属材料におけるレーザの吸収と反射
２．各種レーザ加工技術
2.1　レーザ加工技術の概要
2.2　レーザ切断
2.2.1　レーザ切断の歴史
2.2.2　レーザ切断の原理と特徴
2.2.3　レーザ切断のシステム
2.2.4　レーザ切断の特徴
2.2.5　レーザ切断の分類
2.2.6　レーザ切断機の種類
2.2.7　ファイバーレーザ切断(最新のアプリケーション)
(a)ファイバーレーザの特徴
(b)ファイバーレーザ切断機の切断能力
　①ピアシング能力
　②切断品質
　③切断速度
(c)ファイバーレーザの開先切断能力
　①切断品質
　②切断速度
2.2.8　レーザマイクロマシニング
2.2.9　レーザ切断の保安
2.3　レーザ溶接
2.3.1　レーザ溶接の歴史
2.3.2　レーザ溶接の原理
2.3.3　溶接パラメータ
2.3.4　レーザ溶接装置の種類および継手の分類
(1)レーザ溶接装置の種類
(2)レーザ溶接継手
2.3.5　レーザ溶接の特徴
2.3.6　レーザ溶接の欠陥
(1) ポロシティ
(2) 割れ
2.3.7　溶加材添加型レーザ溶接
2.3.8　自動車ボデイへのレーザ溶接適用
(1)自動車ボデイに用いられる材料
(2)自動車ボデイの接合工法
(3)自動車ボデイでの各種接合技術使用比率
(4)自動車ボデイに用いられているレーザ接合技術
(5)テーラードブランク溶接
(6)自動車の3次元溶接
(7)リモートレーザ溶接
(8)LSW(Laser Screw Welding)
(9)ファイバーレーザ溶接適用事例(その1)
　(a)溶接部材の切断
　(b)T字隅肉部材の寸法形状　
　(c)溶接部の断面マクロ　　　
　(d)溶接部の硬さ　　　
　(e)継手強度　　　
　(f)部材の製造　　　
　(g)製作部材の精度　　　
　(h)製作部材の非破壊検査　　　
(10)ファイバーレーザ溶接適用事例(その2)
(11)自動車部品への主なレーザ溶接適用例
(12)レーザ加工技術の将来展望
2.4　レーザ精密加工
2.4.1　ファイバーレーザ
(1)ファイバーレーザの特徴
(2)レーザ精密加工法の特徴
(a)レーザ溶接・溶着
(b)レーザ精密切断
(c)レーザ孔(穴)明け
(d)レーザ表面加工
(3)レーザ精密加工の適用例
 (a)マルチモードファイバーレーザの加工例
　　①溶接、溶着
　　②切断
　　③孔(穴)明け
 (b)シングルモードファイバーレーザの加工例
　　①溶接
　　②切断
　　③孔(穴)明け
　　④表面加工
 (c)QCWファイバーレーザの加工例
　　①溶接
　　②切断
 (d)パルスファイバーレーザの加工例
　　①溶接
　　②孔(穴)明け
　　③表面加工
　　④レーザクリーニング
2.5　レーザブレージング
2.5.1　レーザブレージングの概要
2.5.2　高張力鋼のレーザブレージング
2.5.3　異材接合レーザブレージングを可能としたフラックスコアードワイヤ
2.5.4　レーザブレージングの異材接合の原理
2.5.5　Zn-Si合金ろう材ワイヤによる異材接合
2.5.6　レーザブレージングの適用可能な自動車部位
2.6　レーザクラッデイング
2.6.1　レーザクラッデイングの原理
2.6.2　レーザクラッデイングのシステム構成
(1)レーザ源
(2)粉末供給装置
 (3)加工ヘッド
2.6.3　レーザクラッデイングの特徴
2.6.4　施工上の留意点
2.6.5　レーザクラッデイングと他の表面処理法の比較
2.6.6　ファイバーレーザを用いた高品質肉盛施工
(1)供試材料および実験方法 
(2) 実験結果および考察 
　① 適正肉盛施工条件 
　②レーザ肉盛による変形低減効果
2.6.7　アデイテイブマニュファクチュアリング
2.6.8　レーザクラッデイング材料および積層組織
2.6.9　レーザクラッデイング適用事例
（1）補修・形状修復
(2)複雑形状部品の形状修復
 (3)耐摩耗性コーテイング
(4)アデイテイブマニュファクチュアリング
2.7　レーザ合金化
2.8　レーザ焼入れ
2.8.1　従来の熱処理法
2.8.2　レーザ熱処理法
2.8.3　ファイバーレーザ
2.8.4　レーザ焼入れの原理
2.8.5　各種焼結材料への適用
（1）Fe-2Cu-0.8Cへの適用
（2）Fe-2Cu-0.5Cへの適用 
 （3）Fe-4Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.5Cへの適用
2.8.6　各種形状への適用 
 （1）局所焼入れ 
　(2）円周状焼入れ 
　(3)その他
2.8.7　レーザ焼入れの利点 
 （1）品質上の利点 
 （2）工程上の利点
2.8.8　レーザ焼入れと高周波焼入れの比較
  (1)レーザ焼入れの場合
  (2)高周波焼入れの場合
2.9　レーザピーニング
2.9.1　レーザピーニングの概要
2.9.2　レーザピーニングの原理と特徴
2.9.3　レーザピーニングの効果
  (1)圧縮残留応力
  (2)応力腐食割れの防止
  (3)疲労強度の改善
2.10　レーザクリーニング
2.10.1　表面クリーニングの種類
　(1)洗浄
　(2)研磨
　(3)化学的処理
　(4)物理的処理(ドライ処理)
2.10.2　プラズマクリーニング
2.10.3　レーザクリーニング
　(1)レーザクリーニングの原理
　①洗浄物へレーザ照射によるコンタミ層の蒸発
　②レーザ励起プラズマの発生
　(2)レーザクリーニングの適用例
　①接着の前処理
　②溶接前処理
　③航空・宇宙産業への適用
　④金型のクリーニング
3.　ファイバーレーザの将来展望 
3.1　偏波保持ファイバー(PMF : Polarization Maintaining Fiber)
3.2　発振波長の安定化
3.3　発振波長とその線幅
3.4　溶融テーパ型光ファイバーバンドル

質疑・応答

講師紹介
略歴
大阪大学大学院 修士課程修了
石川島播磨重工（株）(現 IHI)勤務
産業技術総合研究所 客員研究員
芝浦工業大学 教授
山梨大学 教授
ソノヤラボ（株）代表
所属学会
溶接学会、溶射学会、表面技術協会
著書
溶射技術とその応用、 環境圏の新しい燃焼工学 など