目前，工廠的加工工藝優化多依賴於工匠的經驗，難以進行理論說明，幾乎未採用模擬器。原因在於，發生在金屬內部或冷卻液中的金屬加工過程，無法直接觀察。
東京大學先端科學技術研究中心的三村秀和教授、國立研究開發法人理化學研究所放射光科學研究中心的矢橋牧名團隊負責人、高輝度光科學研究中心的大橋治彥室長，共同開發出了一種適用於切削加工與放電加工等金屬加工技術的超高速X射線診斷法。相關成果已發表在《Review of Scientific Instruments》上。
圖3 在SPring-8中利用100keV的X射線拍攝得到的鑽孔加工視頻片段
上方為開始鑽孔階段，下方為鑽透後的視頻片段。實際拍攝間隔為五千分之一秒（供圖：東京大學先端科學技術研究中心）
研究團隊利用Spring-8新開發的穿透能力極強的100keV高輝度X射線，以五千分之一秒的超高速，在全球首次成功觀察到了在冷卻液和金屬內部，工具對金屬進行切削的過程。此外，還清晰地觀察到了鑽頭的振動狀態，闡明瞭鑽孔加工中需避免的溢料產生機制。同時，還成功觀察到了工業領域中重要的放電加工過程。
通過該方法，研究人員能夠直接觀察到此前無人看到過的冷卻水及金屬內部發生的金屬去除過程、切屑產生以及工具振動等現象。
兩年後Spring-8Ⅱ建成後，將以更高的空間解析度與時間解析度，實現對切削加工、放電加工、雷射加工、3D列印等各種金屬加工過程的超高速X射線觀測。此次開發的金屬加工工藝超高速X射線診斷法，有望大幅推動機床與工具的研發，為日本處於領先地位的機床產業闖到更大的發展空間。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Review of Scientific Instruments
論文：High-speed imaging of cutting and electrical discharge machining (EDM) in thin metals and fluids using high-intensity 100 keV x-rays
DOI：10.1063/5.0279761
