課題

精密加工ガラスは、医療機器、ライフサイエンス装置組込み、半導体製造装置、コンシューマーエレクトロニクスなど、技術的に洗練されたさまざまな製品に組み込まれています。その理由は、ガラスの物理的特性が、他に類を見ないほど優れているからです。これらの特性には、機械的強度、液体および気体の不浸透性、光透過性、低蛍光性、耐スクラッチ性、熱的安定性、耐薬品性、生体適合性などがあります。これらの用途の多くでは、より小さく、より精密な特徴を持つガラス部品、特に複雑で高アスペクト比の微細構造（多くの場合、湾曲した形状を含む）への要求が高まっています。しかし、機械的切断やウォータージェット切断、化学エッチングなど、従来のガラス加工方法では必要なものが得られません。レーザアブレーションでも可能ですが、マーケティングを可能にする速度ではコスト的に無理があります。

ソリューション

超短パルス（USP）レーザは、ガラスなどの透明で脆い材料に、先進的な設計で必要とされる切断や微細構造を実現するための、経済的に実行可能な唯一の手段として登場しました。2つの異なる加工方法があります。1つ目は、Citrogene社の創業者であるアッバス・ホッセイニ博士が発明した「フィラメント切断」です。フィラメント切断では、USPの赤外線（IR）レーザを利用して、ガラスの厚さ全体に微細な空洞のラインを作ります。これらの一連の空隙（フィラメント）を目的の切断パターンで作り、弱くしたガラスを洗浄分離することができます。フィラメント化により、テーパーのないカーブやインセットの高速切断を行うことができます。2つ目の加工方法は、マイクロフルイディクスなどで使用されるウェル、ブラインドホール、チャネルなどの形状を作る「マイクロストラクチャリング」です。これは、UV USPレーザによる高速切断とアブレーションにより実現されます。

成果

Citrogene社は、フィラメント切断とスルーホール切断に100 W IR HyperRapid NXを使用しています。（レーザによる穴あけ加工の後、Citrogene社独自の後処理が続きます）。このマイクロストラクチャリングには、30 W UV HyperRapid NXTレーザを使われています。Citrogene社のマイク・アーマス副社長は「いくつかの理由でCoherent IRレーザを選びました」と語っています。「重要なのは、フィラメント化に不可欠な『バーストモード』をサポートしていることです。しかし、当社にとっては信頼性も重要でした。このレーザは当社の主力機械であり、毎日18時間稼働しています。UVレーザについては、Coherentを唯一の選択肢と考えていました。Coherentが達成したレベルのUV信頼性を提供しているレーザメーカーは他になく、この信頼性は当社の業務に不可欠です。また、レーザの仕様と同様にサービスやサポートも当社にとって重要でした。Coherentは当社の頼もしいパートナーです。期待を裏切らないサポートにより、ラインの稼動を確実に維持することができています」。

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