順送プレス工程では材料の搬送量管理にパイロットやミスフィード検出が使われているものの、搬送に関わる不具合がしばしば発生している。所望の搬送が実現できない場合、不良品の発生にとどまらず、金型破損につながる場合もある。本稿で…
ワークス ガラス両面MLA金型を開発
マイクロボール工具で加工
レンズ金型を手掛けるワークス(福岡県遠賀町、093-291-1778)はガラス製両面マイクロレンズアレイ(MLA)の金型を開発した。独自の微細なナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)工具による加工技術によって実現した。従来工法と比べてMLAの生産効率を高め、適用する製品の小型化にもつなげることができるという。

半導体レーザー製品に需要

開発した金型は超硬製で、円柱状の上面の縦13×横13㎜のスペースに直径0.1㎜、深さ4μmの凹んだ球面が1万個並ぶ。球面の表面粗さは±0.2μm。この金型を向かい合わせにしてガラスの素材を挟み、両面MLAを成形する。
ガラスレンズの金型は成形時に300℃に熱する。高温に耐えるため金型にも超硬が用いられる。そのためダイヤモンド砥石で研削加工する。しかし加工の過程で砥石が摩耗するため微細な球面を加工できず、直径0.5㎜が限界だった。
直径0.1㎜の球面は、粗加工した後、独自開発したNPDマイクロボール工具で仕上げた。CVDラッピング技術によって先端の表面を凹凸がない真球面にした工具で転写する。これにより1万個の球面を同じ精度で加工することに成功した。
今まで微細なガラス製MLAは金型で加工できないため、石英ガラスをドライエッチング法で加工していた。そのため片面ずつしか加工できず、片面を背中合わせに組み立てると10~20㎜の厚みが出る。屈折率は1.46のみ。生産は月2520個で、1個当たりのコストは5万円だった。
しかし開発した金型は両面MLAを成形でき、その厚さは2~3㎜。様々なガラスを成形でき、屈折率は1.8まで対応できる。月に5万4百個を生産でき、1個当たりのコストは5千円に抑えることができるという。
MLAはプロジェクタや自動車のヘッドライトなど半導体レーザー応用機器に用いられる。この金型で両面MLAを生産すれば、これまでの片面MLAと比べて製品を小型化し、生産コストも下げることができる。
半導体レーザー応用機器市場は2030年に50兆円に拡大するともいわれる。ワークスはMLA金型の研究を重ね、25年にも実用化を目指す。金型だけでなくレンズの量産も手掛け、30年に年間売上高25~30億円にする計画だ。
金型新聞 2022年7月1日
関連記事
最短2時間で研磨 多結晶ダイヤモンドのコーティング装置を手掛ける新明和工業(兵庫県宝塚市、0798・54・2156)は、コーティング後の研磨技術の開発にも注力している。これまで時間がかかっていた鏡面仕上げを最短2時間でで…
最新機を紹介、特販機の販売も 岡本工作機械製作所(群馬県安中市、027-385-5800)は、最新機の紹介や特販機の販売などを行う独自のウェブ展示会サイト「OKAMOTO WEB SHOWROOM」を開設している。研削に…
プレス金型などを手掛ける大垣精工(岐阜県大垣市、0584-89-5811)は新しい役員体制を発表し、松尾幸雄氏が代表取締役社長に就任した。上田勝弘氏は代表権のない取締役会長に就いた。松尾氏の略歴は次の通り。 1953年生…
車減産の影響も増収増益 フィルタは計画上回る ニチダイの2021年4—12月期連結決算は、売上高が97億4800万円(前年同期比26.1%増)、営業利益が2億8800万円、経常利益が2億9800万円となった。 半導体不足…


