米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）制造技术研究部[研究部主任市川直树]表面功能设计研究小组首席研究员栗田恒雄和研究小组组长三宅浩司是一款超紧凑型机床，可以在高深宽比的金属上加工以前难以加工的小直径孔和窄槽。DEEL复杂处理我开发了一台机器。
这台加工机是激光加工和电解处理通过在同一台机器上结合基于不同原理的加工方法，我们可以创建具有高深宽比的形状，例如金属中的小直径孔和窄槽。碎片可以加工几乎不出现8789_8961|，也可以加工斜孔和沟槽（见下右图）。除了复合材料加工的低能耗特性外，它还实现了超紧凑和轻量化，宽度为 430 毫米，高度为 400 毫米，深度为 300 毫米，重量为 16 公斤。该加工机体积小，一个人即可搬运（见下图左），无论安装地点如何都可以进行加工。采用新开发的DEEL多任务机，小直径多孔喷嘴或超小直径支架等世界上独一无二的金属制品的制造做出贡献。
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| 使用新开发的DEEL复合加工机进行复合加工的示例 |
激光加工具有高速、高精度、非接触等特点，在汽车、重工业、电子/电机等领域得到广泛应用。然而，由于它利用吸收能量导致材料熔化和蒸发来去除材料，因此产生热影响区（HAZ），从而产生碎片，成为一个问题。另一方面，蚀刻由于加工主要利用化学反应来去除材料，因此几乎不会出现HAZ。然而，它需要掩模（保护不被加工区域的薄膜）来限制去除区域，并且由于它是各向同性去除的，因此很难加工高深宽比，例如不适合制造小直径注射喷嘴。高深宽比加工从扩大加工表面积、确保孔和槽的强度的角度来看很重要，而反应离子蚀刻是可以实现这一点的蚀刻加工技术，但可以加工的材料有限，金属加工很困难。
如上所述，传统的加工方法基本上使用一种物理/化学现象，并且每种加工方法都有其自身的缺点。如果可以根据目的适当组合加工方法，我们可以期待开发出与传统技术相比功能和效果显着提高的新加工技术，并通过显着提高的加工能力开发出具有前所未有的功能的独特且第一的产品。
AIST 一直在开发“复合加工技术”，旨在适当组合加工方法，开发比传统方法功能性和有效性显着增强的加工技术。这是一种将适合工件的多种加工方法同时或依次组合到同一台加工机器中的技术，一旦安装工件，无需将其取下即可使用多种加工方法，从而实现高效、高精度的加工。到目前为止，我们已经开发出“激光电解复合加工机”，可以加工直径小于300μm的超薄管材（AIST 新闻稿，2009 年 3 月 26 日)。此外，我们一直在开发多任务技术和原型多任务机床，例如离子控制多任务机床，通过控制加工液的电导率，可以在一台机器上实现不同的加工方法；以及桌面多任务机床，通过更换适合每种加工方法的加工模块，可以在一台机器上实现不同的加工方法。
之前开发的激光电解复合加工机可以用激光束精确地照射微管的所需位置，但激光加工过程中产生的碎片成为工业应用的障碍。因此，我们开发了一种不会产生碎片的新加工技术。迪尔(激光辅助深度电化学蚀刻)复合加工技术是激光加工和电解加工的组合加工技术，即电化学蚀刻加工。由于主要通过电解加工去除材料，HAZ很少，并且使用激光仅去除绝缘膜的底部，并且通过电解加工仅去除底部周围的材料，因此可以将高深宽比的精细形状加工成金属。
图1显示了DEEL复合加工过程。其工艺步骤为：(1)通过电解处理形成电解绝缘膜； (2)利用激光加工在形成有电解绝缘膜的材料的表面上在电解绝缘膜上开窗。 (3)通过电化学加工仅去除窗口区域。 (4)进行电解处理，形成电解绝缘膜。 (5)再次通过激光加工仅除去电解绝缘膜的底面。根据需要重复处理步骤 (3) 至 (5)。
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| 图1 DEEL复杂加工流程 |
图2显示了经过激光加工和DEEL加工组合的不锈钢管。对直径210μm（内径70μm）的不锈钢管进行表面加工后，进行切割，观察管的内部。传统的激光加工会产生碎片，例如管内表面上的黑色沉积物和已熔化并在横截面重新凝固的金属沉积物。另一方面，DEEL复合加工实现了在横截面上不会产生黑色沉积物或粘合剂等碎屑的加工。
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| 图2 细管加工结果 |
这次，我们制作了一款用于DEEL复杂处理的特殊设备原型。在DEEL复合材料加工中，采用激光加工去除电解绝缘膜，但电解绝缘膜是在金属等表面生成的。被动，电解绝缘涂层（例如阳极氧化涂层）通常很薄，因此即使是低输出激光也可以将其去除。另外，可以用几十mW的功率进行电解处理。因此，实现了低能耗。
图 3 显示了原型 DEEL 多任务机器。该加工机尺寸超紧凑、重量轻，宽度为 430 毫米，高度为 400 毫米，深度为 300 毫米，重量为 16 公斤。由于 DEEL 复杂加工涉及重复加工步骤，因此需要自动化并加速流程切换。使用该加工机，可以在工件表面垂直于机械地平面时进行激光加工，并且可以在机械表面平行于机械地平面时进行电解加工，从而可以在加工步骤之间快速切换。此外，专门创建的控制程序和控制接口允许灵活的加工条件控制和过程控制，允许在自由设置激光扫描路径和电解加工电压等加工条件的情况下，自动执行指定次数的各种加工。
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| 图3 DEEL多任务机 |
图 4 显示了使用 DEEL 多任务机床进行加工的示例。在金属上钻出 2,500 个微小孔，最小点的直径约为 30 μm，纵横比约为 15。该加工机可以通过改变激光照射角度来加工斜孔/凹槽。在图 4 所示的加工示例中，激光被设置为倾斜 5 度，因此获得了倾斜约 5 度的横截面形状。除矩形截面外，还可以加工截面形状随深度变化而变化的孔/槽。这意味着仅加工沿直线行进的激光的照射区域周围的区域。各向异性处理相反，在电解加工中，与加工液接触的表面同样被去除各向同性处理，可以通过改变加工条件并控制各加工方法的影响来控制截面形状。
目前，内燃机的喷嘴是用来加工几十个直径几百微米的孔，冠状动脉支架是通过在直径几毫米的管子上切槽制成的。然而，如果使用DEEL多任务机，例如，使用直径100μm以下、数百个孔的小直径多孔注射喷嘴，而对于脑血管等末梢血管则使用直径200μm以下的注射喷嘴。预计将为制造世界上独一无二的金属制品做出贡献，例如直径小于μm的超小直径支架。
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| 图4 多孔加工示例及截面形状 |
无碎片加工（几乎不产生碎片的加工）是以前技术发展中发现的一个问题，而使用新开发的设备已经实现了高效率。今后，我们将加工实际用作汽车零件、医疗零件、电子零件等各种形状的零件，更广泛地展示DEEL复合加工技术的有效性。该公司还将寻求与该技术相关的合作公司，并通过联合研究进行合作，旨在将多任务机器商业化，从而实现现有产品的高效加工和新产品的创造。