JP2001526961A - レーザー穿孔方法 - Google Patents

レーザー穿孔方法

Info

Publication number
JP2001526961A
JP2001526961A JP2000508504A JP2000508504A JP2001526961A JP 2001526961 A JP2001526961 A JP 2001526961A JP 2000508504 A JP2000508504 A JP 2000508504A JP 2000508504 A JP2000508504 A JP 2000508504A JP 2001526961 A JP2001526961 A JP 2001526961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
hole
cavity
laser
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000508504A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001526961A5 (ja
Inventor
ノウルズ，マーティン，リチャード，フー
ケアズレー，アンドリュー，ジョン
アンドリュース，アントニー，ジョン
ベル，アンドリュー，イアン
ラターフォード，グラハム
フォスター−ターナー，ギデオン，ジョン
Original Assignee
オックスフォード レーザーズ リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オックスフォード レーザーズ リミテッド filed Critical オックスフォード レーザーズ リミテッド
Publication of JP2001526961A publication Critical patent/JP2001526961A/ja
Publication of JP2001526961A5 publication Critical patent/JP2001526961A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 噴射ノズル（４０）などの工作物を貫通する孔をレーザー穿孔する方法は、工作物（４０）を貫通する孔（４１）をレーザー（５０）で穿孔し、孔（４１）が空洞に連通するとき、孔（４１）を通るレーザー光が流体へ入射し、これにより、孔（４１）から空洞を横切る工作物（４０）がレーザー光から保護されるように、レーザー障壁特性を有する流体を空洞へ送り、かつ、流体が、穿孔工程中に孔（４１）へ入らないように調整することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、工作物にレーザーで孔を穿孔する方法、および該方法を実行する装
置に関する。
【０００２】 レーザー穿孔技術は確立されているが、工作物内の空洞に達する孔を穿孔する
とき、一つの特有の問題が起こる。この問題は、孔の穿孔により、孔を通るレー
ザービームが空洞の反対側で工作物に突き当たり、工作物を損傷する、即ち、空
洞を通過しさらに穿孔するということである。この問題を解決するために、金属
のピンを空洞に挿入し、レーザービームを遮蔽することが試みられたが、ピンが
レーザービームにより損傷し、交換が必要となる。また、ピンの破片が除去され
なければならず、また、空洞の構成はピンの挿入が困難な場合もある。
【０００３】 特に本発明が適用される工作物は、主にディーゼル燃料用の燃料噴射ノズルで
あるが、そのうちの幾つかをこの明細書に示す。
【０００４】 本発明の目的は、工作物内の空洞に達する孔をレーザー穿孔する改善された方
法を提供し、該方法を実行する方法を提供することである。
【０００５】 本発明の方法は、工作物を貫通する孔をレーザーで穿孔し、孔が空洞に届いた
とき、孔を通過するレーザー光が流体に入射し、これにより、孔の反対側の工作
物が、レーザー光から保護されるように、レーザー障壁特性を有する流体を空洞
内に供給し、かつ、流体が穿孔過程中にレーザー穿孔の孔へ入らないように配置
することを含む。
【０００６】 好ましくは、工作物の空洞へ達する孔をレーザー穿孔する方法は、本質的に、
穿孔される孔の先にある空洞をレーザー障壁特性を有する流体で充填し、かつ、
孔が空洞に開けられたとき、流体が孔に入らないように配置することからなる。
【０００７】 流体はレーザー光散乱特性を有することができ、この場合、流体はコロイドで
あるか、または、流体は例えば、煙などのガス状の粒子または小液滴である。一
般に、用語”流体”は流動性の全てのものを含み、例えば、炭素粒子、セラミッ
ク粒子、または金属粒子などの流動性粒子床を含んでいる。
【０００８】 流体はレーザー光吸収特性を有することができ、この場合、流体は好ましくは
、熱エネルギーとしてレーザー光を吸収し、例えば、顔料粒子の懸濁液などの粒
子の懸濁液である。
【０００９】 流体がレーザー光吸収特性を有するならば、好ましくは、それは蛍光を発して
、レーザー光を異なる周波数で再放射する色素の溶液である。
【００１０】 流体は好ましくは、孔が空洞に連通するとき、流体が入らないようにその圧力
は十分に低い。
【００１１】 流体はまた、好ましくは液体であり、孔に近い表面張力および／または接触角
度は、孔が空洞に達するとき、流体が孔へ入らないように、流体の圧力が十分に
低くなるよう調整する。
【００１２】 空洞内の流体の圧力は好ましくは、工作物の周囲の外部圧力より低い。
【００１３】 本発明方法は、ガスの流れをレーザービームと同じ工作物の場所に向け、空洞
内の流体の圧力が、工作物の周囲の外圧と、ガスの流れにより工作物へ加えられ
た圧力との組み合わせより低く調整される。
【００１４】 好ましくは、空洞内の流体の少なくとも一部は、穿孔すべき孔と同一線上を流
れる。
【００１５】 また好ましくは、流体は空洞内で循環する。
【００１６】 さらに好ましくは、空洞は流体の流動管を備えており、流体は流体流動管を通
り空洞へ送られるか、または、そこから引き抜かれて、空洞内の流体の循環を促
進する。
【００１７】 さらに好ましくは、流体は空洞へポンプで送られ、流体は空洞からポンプで送
り出される。
【００１８】 さらに好ましくは、流体は流体流動管を通り空洞へ送られ、流体流動管は、工
作物に穿孔される孔とは一線に並ばないが、流体流動管から流れる流体の流れは
、その流れが完全性を失う前に、一線に並ぶ。
【００１９】 さらに好ましくは、孔の内部形状は、レーザービームを所望の経路の回りを繰
り返し旋回させることにより穿孔される。
【００２０】 上記方法はさらに、流体と散乱したレーザー光の孔に対する相互作用を制御す
るため、流体と孔との間に分離体を配置している。例えば、流体が孔と接触して
いるとき、流体がレーザービームの吸収により加熱されるならば、流体の熱は孔
または穴の回りの領域へ伝達される。これは、孔の工作物の表面とその近くの溶
解を発生する。レーザー障壁特性を有する流体が、レーザー光散乱特性を有する
場合、散乱光は工作物を溶解または蒸発するに十分な強さを有する。従って、流
体が孔へ入ったとするならば、散乱は直径を大きくし、孔の形状を変化させる。
またそれにより、空洞内の孔の縁は変形されるか、鈍る。レーザーと工作物の相
互作用は孔と工作物とに影響を与える。この影響が有利または不利である多くの
他の方法がある。従って、本発明は、これらの影響を制御し、空洞の壁をレーザ
ービームによる損傷から保護する方法と装置を提供することである。
【００２１】 さらに上記方法は、孔が空洞へ連通するとき、流体とレーザー光との孔に対す
る相互作用が制御されるように、流体と孔との間に分離体を少なくとも部分的に
挿入することも含む。
【００２２】 流体は、レーザー光吸収特性、及びまたはレーザー光散乱特性の他に、冷却特
性を有することができる。
【００２３】 ガス体が、孔に対する流体と散乱したレーザー光の間の相互作用を制御するた
めに、分離体として使用される。
【００２４】 好ましくは、ガスの流れは分離体として使用され、孔に対する流体と散乱した
レーザー光の間の相互作用を制御する。
【００２５】 固体障壁が分離体として使用され、孔に対する流体とレーザー光の間の相互作
用を制御する。
【００２６】 好ましくは、固体障壁には、一つ以上の孔または一つ以上の細長い穴（スロッ
ト）が形成されている。
【００２７】 また好ましくは、一つの孔または細長い穴は、レーザービームと一線に並ぶ。
【００２８】 また好ましくは、固体障壁は、流体がレーザー穿孔の孔へはね返るか、または
入るのを防止する。
【００２９】 光散乱特性はまた、微小なキャビテーションを有する流体によっても達成され
る。微小なキャビテーションは流体内に微小な気泡を形成する。微小な気泡は、
急速に放散するように、微小な気泡へ入射した光が焦点を結ぶ微小レンズのよう
に作用する。多数の微小気泡は、全体として光を広範囲の角度で散乱する効果を
有し、これにより、空洞の背壁に当たるレーザー光は広く拡散して弱くなり、従
って、レーザー光は背壁を機械的に加工したり、損傷させることはない。微小キ
ャビテーションを行うのに助けとなるものは、流体をある方法で流動し、流体ま
たは洗剤、あるいは他の媒質を主流体へ付加するか、または、流体送り装置へ超
音波を加えることである。
【００３０】 障壁流体または冷却流体は、単一の流体または流体の組み合わせであってもよ
い。一種類以上の流体は、レーザー光吸収、レーザー光散乱、および熱冷却特性
を有することができる。
【００３１】 流体と孔との間の完全なまたは部分的分離体は、他の流体（ガスまたは液体）
、または、ガラス、水晶、セラミック、金属、あるいはプラスチックなどの固体
媒質であってもよい。それは原料／媒質の組み合わせでもよい。
【００３２】 本発明は、流体の孔との相互作用が制御されるように、障壁冷却流体を検出す
ることも含んでいる。例えば、流体は相互作用を増大するように孔へ向けられる
か、または、相互作用を減少させるか、または除去するように孔から離れた所に
向けられる。相互作用の増大は、孔を大きくするか、孔の形を変えるか、孔また
は孔の回りの空洞の表面を変えるか、または、これらの作用の組み合わせのため
に使用される。相互作用の除去は、孔が空洞へ入る孔の縁（小さい縁の半径）を
鋭くするために使用される。
【００３３】 本発明は、空洞に密接し、かつ、障壁流体を所要の方法で送るために使用され
る精密に機械加工された構成要素を使用することを含む。これらの挿入体はまた
、分離体の一部を形成するために使用され、かつ、分離体またはこの二つの組み
合わせを形成する流体を送るためにも使用される。これらの挿入体は、管、溝、
ガイド、調節隔壁の形をとっており、金属、セラミック、水晶、プラスチック、
または全ての他の適切な材料で製作される。挿入体は、レーザービームが流体に
突き当たるように構成されているが、流体がレーザー穿孔加工の孔へはね返るか
、またはその中へ入るのを防止するためにバッフルとガイドを有する。
【００３４】 挿入体は、空洞の壁が損傷するのを保護するため、障壁流体と組み合わせて使
用される。すなわち、金属のピンは不十分であることを述べたが、その表面また
はその内部を流れる障壁流体を有する金属のピンは、障壁流体が金属ピンを保護
し、冷却するので、満足できる。挿入体がこの状態で使用されるばあい、挿入体
は好ましくは、レーザーにより容易に破損しない材料である。この挿入体は、金
属、セラミック、ガラス、水晶、プラスチック、ゴム、ダイヤモンド、または他
の材料で製作される。
【００３５】 ピンまたは挿入体がレーザーにより容易に損傷する材料で製作されるならば、
交換することは容易で安価である。例えば、レーザービームにより衝撃を受けた
とき、蒸発する高酸素の雰囲気内の黒鉛ロッドは、反応して、二酸化炭素または
一酸化炭素のガスを形成する。黒鉛ロッドは空洞へ連続的に送られ、これにより
、引き抜かれたガスは空洞をレーザービームから保護する。
【００３６】 本発明による、工作物内の空洞に達する孔をレーザー穿孔する装置は、孔が空
洞へ連通するとき、孔を通るレーザー光が流体に入射し、これにより、孔から空
洞を通る工作物がレーザー光から保護されるように、レーザー障壁特性を有する
流体を送る流体供給手段を含む。この装置は、流体が穿孔過程中に孔へ入らない
ように構成されている。
【００３７】 好ましくは、工作物内の空洞へ達する孔を穿孔する装置は、工作物のホルダー
、穿孔される孔と直線上にある空洞をレーザー障壁特性を有する流体で十分に充
填する流体供給手段、および孔が空洞に連通するとき、流体が孔へ入らないよう
に調整する制御手段を含む。
【００３８】 前記制御手段は、孔が空洞へ連通するとき、空洞内の流体の圧力が、流体が孔
へ入らない程度に十分に低く調整する流量または圧力調整手段を含む。
【００３９】 また好ましくは、前記流体供給手段は、穿孔される孔と直線上にある空洞内に
少なくともある程度の流体を流す流動手段を含む。
【００４０】 さらに好ましくは、流量手段は流体を空洞内を循環する。
【００４１】 さらに好ましくは、流量手段は、空洞内に挿入された流体流動管を含み、流体
は流体流動管を通り空洞へ送られるか、または空洞から引き抜かれ、これにより
、空洞内の流体の再循環を促進する。
【００４２】 さらに好ましくは、本装置は、流体を空洞へ送る第一ポンプ、流体を空洞から
送る第二ポンプ、および流体タンクを有する。
【００４３】 第二ポンプは真空ポンプで、タンクから大気へ排出するか、または、空洞から
タンクへ流体を送る圧力ポンプである。
【００４４】 さらに好ましくは、流体流動管は、工作物に穿孔される孔との心合わせ位置か
ら外れている位置に配置されるが、使用中に流体流動管から送られる流体の流れ
は、その流れが完全性を失う前に、その心合わせ位置を横切る。
【００４５】 さらに好ましくは、装置はまた、レーザー障壁特性を有する流体とレーザーの
供給源も有する。
【００４６】 また好ましくは、レーザーは銅レーザーなどのガスレーザーである。
【００４７】 あるいは、レーザーは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、またはＮｄ：ＹＬＦレーザー
、またはＮｄ：ＹＶＯ４レーザー、２倍周波数Ｎｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦ
またはＮｄ：ＹＶＯ４レーザーなどの固体レーザーである。固体レーザーは、そ
の基本波長の全ての調波で、例えば、２倍、３倍、４倍または５倍の調波周波数
で動作する。
【００４８】 装置はさらに、流体と散乱レーザー光の孔に対する相互作用を制御する、流体
と孔の間の分離体を含む。
【００４９】 分離体は固体障壁であることができる。
【００５０】 固体障壁は、一つ以上の孔または一つ以上の細長い穴が開けられている。
【００５１】 好ましくは、孔または細長い穴は、レーザービームと一直線上にある。
【００５２】 好ましくは、固体レーザーはまた、流体がレーザー穿孔された孔へはね返るか
、または、孔へ入るのを防止する。
【００５３】 ガス体は、孔と流体の間の相互作用を制御するために使用することができる。
【００５４】 好ましくは、ガスの流れは、孔と流体の間の相互作用を制御するため分離体と
して使用される。
【００５５】 さらに、装置は、工作物の装置への取り付け、および穿孔完了時の工作物の取
り外しの手動または自動の手段を含む。
【００５６】 装置はまた、一つ以上の孔を正確な位置に穿孔するため、工作物をレーザービ
ームに対し位置付ける手動または自動の手段から成っている。
【００５７】 好ましくは、一つの手段が、レーザー穿孔を行うため、工作物を装置に位置決
めするために設けられる。この手段は、ロボット、自動部分操作装置、回転式コ
ンベア装置、または手動取り付け装置の形で設けられる。
【００５８】 挿入体がノズルの内面で流体シールを行い、かつ、次の孔位置への移動時に、
ノズルが挿入体に対し回転しなければならないとき、好ましくは、この回転を円
滑にする手段を設ける。または、このシールを開放する手動または自動の手段を
設け、この手段は挿入体に対しノズルを回転し、シールを再度行う。
【００５９】 好ましくは、一つの手段が、工作物と装置をレーザービームに対し位置決めす
るために設けられる。これは、機械的構成要素を位置決めする、モーター装備の
コンピュータ又はプログラマブルな数値制御装置の形で設けられる。
【００６０】 この装置は、工作物、またはレーザービームあるいは両方を位置決めするため
に使用される。それは、鏡、プリズム、レンズ、回折格子、音響光学偏向板、電
気光学素子、オプチカルファイバケーブル、または他の光学的構成要素を使用し
て、レーザービームを操作し、位置決めする装置である。
【００６１】 好ましくは、コンピュータ、プログラマブル論理制御器、または他の素子が、
位置決め、取り付け、およびレーザー装置を制御するために使用される。
【００６２】 本発明の他の好ましい特徴は、以降の説明と明細書の請求の範囲から明らかに
なるであろう。
【００６３】 本発明のディーゼル燃料噴射ノズルを穿孔する方法と装置を好ましい実施形態
として添付図面を参照して説明する。
【００６４】 最初に、図面の図１に関し、好適な実施形態の装置は、ベース１１が１２にお
いて、ポンプ１３と圧力調整器または流量手段１４とを通り、ディーゼル燃料噴
射ノズル４０のホルダー１６のベース内の入力１５へ接続されている。ホルダー
１６はまた、２２においてタンク１０へ戻り接続された出力２１を有する。本装
置は、タンク１０の上部へ接続された真空ポンプである第二ポンプ２３を有する
。
【００６５】 ホルダー１６は、２７においてフランジ状で、密閉リング２８を支持している
平坦な上面２６から２５において凹んでいるほぼ円筒形のブロック２４である。
凹部の内端は出力２１へ接続し、かつ、凹部２５を通り、かつ、表面２６を越え
て、後に説明する高さへ対称的に伸長している直立部も支持している。入力１５
は管２９のベースの内部へ接続している。
【００６６】 図１と図２に関し、閉じた先端を通りレーザー穿孔された孔４１を有するＳＡ
Ｃタイプのディーゼル燃料噴射ノズル４０は、先端４２から深い円形のブランジ
４４へ伸長している中空状本体４３を有する。ノズル４０は、ホルダー１６の平
坦な面２６の上に立っている。図１に一部が示されている締め付け板４５が、上
方の本体４３を囲んでおり、ブランジ４４に締め付けられて、ノズル４０を所定
の位置に保持している。
【００６７】 管２９は、本体４３内の空洞の全長の回りに沿って伸長しており、その上部３
０は、孔４１の軸と直線上にないように、先端４２から十分に短い。これは図２
に示されているが、これはまた、管２９が、先端４２の真下で本体４３の空洞の
円筒部分内に容易に滑る状態で密接し、かつ、流体が容易に通るように孔が開い
ているスペースワッシャー４６を支持していることを示している。ノズル４０の
大きさを適切にするため、管２９の全長は、２０〜５０mmであり、その外径は、
２００〜１０００ミクロンであり、これにより、スペースワッシャー４６は、ノ
ズル４０がホルダー１６内に位置付けられていると、正確に配置され、管２９を
中心に位置決めする。
【００６８】 装置はまた、他のガスレーザー、または、固体レーザー、例えば、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザー、またはＮｄ：ＹＬＦレーザー、またはＮｄ：ＹＶＯ４レーザー、２
倍周波数Ｎｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦまたはＮｄ：ＹＶＯ４レーザーも使用
することができるが、銅レーザー５０を備えている。レーザー５０は、孔４１を
穿孔するように並び、その後進んで、ノズル４０に複数の孔をリング状に穿孔す
る。
【００６９】 使用状態で、タンク１０は、商標”ＤＲＯＭＵＳ”で入手できる機械潤滑剤な
どのレーザー光障壁特性を有する液で部分的に充填される。これは、多重散乱に
よりレーザー光の障壁であるコロイドである。ノズル４０はホルダー１６に取り
付けられている。次ぎに、ポンプ１３と２３が駆動され、流体をカップリング１
２に沿って管２９まで送り、個々に穿孔される孔と直線上にある状態で空洞を十
分に充填する。同時に、真空ポンプ２３は、流体をノズル空洞からカップリング
２２に沿って引き出し、タンク１０へ戻し、そこから、流体は重力でポンプ１３
へ送られる。この様にして、流体は空洞に再循環され、流体内の気泡またはガス
状の生成物は、真空ポンプ２３によりタンク１０から大気へ排出される。
【００７０】 圧力調整器１４が、空洞への流体の流量を制御するために使用されており、孔
が空洞へ連通するとき、流体が孔４１へ入らないようにしている。空洞内の流体
の圧力は、孔が空洞に連通するとき流体が孔４１に入らないように、流体の表面
張力を考慮し、十分に低い。
【００７１】 次に、レーザーが起動され、通常、毎秒１，０００〜５０，０００、標準で１
０，０００パルスの範囲で照射し、１〜１００、標準で１０ミクロンのスポット
を１〜１００、好ましくはは４０〜８０ｒｐｓで円形路のまわりを反復回転して
、直径が４０〜２００ミクロンの所望の孔を開ける。最初に、通常、深さ１mmの
孔について、孔が貫通すると１秒以内に空洞内の流体のレーザー障壁特性が劣化
するか、または、さらに他の孔が穿孔されることになるノズル４０の反対側への
レーザービームの衝突を防止する。さらに５〜２０秒が、孔の形状がレーザービ
ームにより精巧に仕上げられるために必要である。例えば、低い円錐形を形成す
るのに必要であり、この円錐形は容易に長くなり、流体が無い時ノズルの反対側
に大きな損傷が発生する。管２９の上部３０から送られている流体噴射は、レー
ザービームの直線上の軸を横切り、従って、噴射の完全な状態が、空洞内のレー
ザーにより発生した熱による乱流と気泡の形成によって直ぐに失われ、空気が孔
を通り空洞へ引き込まれても、レーザーに対する障壁となる。流体はまた、全て
の廃棄物と共に、熱を空洞から取り去り、従って、熱損傷からノズルを保護する
。必要ならば、図１に点線で示されているように、カップリング２２には、冷却
器５１を取り付けることができる。
【００７２】 孔４１が穿孔されるか、または、この孔の配列が穿孔されると、流体がノズル
の空洞から排出されるように、ポンプ１３は作動停止する。重力が、流体が空洞
から排出されるのを助ける。
【００７３】 ”ＤＲＯＭＵＳ”潤滑剤によるレーザー光の多重散乱流体の代わりに、レーザ
ー障壁が熱エネルギーとしてレーザー光チャンバーを吸収する。熱エネルギーを
吸収する流体は、顔料粒子の懸濁液などの粒子懸濁液から成っている。流体がレ
ーザー光吸収特性を有するならば、流体は蛍光を発して、入射レーザー光のエネ
ルギーを異なる周波数で再放射する。この様な流体の例は、色素の溶液である。
流体または色素が蛍光を発する必要はない。光散乱またはエネルギー吸収の特性
を有する流体の混合が使用される。
【００７４】 図３は、孔６１がレーザー穿孔される前に、ＳＡＣのノズル６０が、レーザー
障壁特性を有する流体６２により充填される非常にシンプルな変形装置を示して
いる。流体６２の表面張力は、例えば、流体として水銀を使用することにより、
孔６１が開くと、流体が孔６１へ入るのを防止するのに十分である。レーザービ
ームは、レーザービームと同じ場所に向けられたガスの流れを伴うことにより、
その穿孔能力が改善される。ガスは、空気、不活性ガス、または高酸素ガスでよ
い。ガスの流れによりノズルへ加えられた圧力は、流体の表面張力へ付加され、
流体を孔から離れて保持する。ガス流装置は、図面の図１と２の好適な実施形態
にも使用される。
【００７５】 上記の説明は、特に、ＳＡＣタイプのディーゼル燃料噴射ノズルに関するが、
同様に、ＶＣＯタイプのノズル、直接ガソリン燃料噴射ノズル、タービン羽根の
循環孔、プリンターインク供給格子、および孔が空洞を内蔵する工作物にレーザ
ー穿孔される全ての他の場所に適用できる。
【００７６】 １〜１，０００パルス／秒の長いパルス（１ミクロ秒ー１０ミリ秒）が、Ｎｄ
：ＹＡＧレーザーにより燃料噴射とタービン羽根に使用され、この場合、各孔は
直接に穿孔され、トレパン穿孔はされない。プリンターインク格子は、同様な方
法で燃料噴射ノズルに穿孔されるが、小さいスケールでなく、静止ビームまたは
トレパン穿孔により開けられる。
【００７７】 レーザー障壁特性を有する流体を使用することは、流体の流れが、気泡、熱及
び廃棄物を穿孔工程において即時除去する場合、および流体が穿孔工程の邪魔に
なるとき、流体の圧力または流量調節が流体をレーザー穿孔から離れて保持する
場合に特に有利である。
【００７８】 図４に関し、第二の好適な実施形態の装置は、タンク１１０を含み、そのベー
ス１１１は、１７０において、ポンプ１１３と圧力調整器または流動手段１１４
を通り、流れスイッチ１７１を経て、フィルター１６１とカップリング１２１を
通って、ＶＣＯディーゼル燃料噴射ノズル１４０のホルダー１１６のベースの入
力１１５へ接続されている。ホルダー１１６もまた、１２２において真空タンク
１１２へ接続されて戻る出力を有する。
【００７９】 本装置は、大気から出入する汚染を防止するため、タンク１１２の上部へ接続
され、フィルター１６０を装着した第二ポンプ１２３を有する。充填ポンプ１６
２の両側のバルブ１６５と１６６は、真空ポンプ１１２をタンク１１０へ接続し
ている。タンク１１０はまた、流れスイッチ１７１へ指向したバイパイ接続１６
３、およびカップリング１６７と１６８を有する。
【００８０】 図５と４に関し、ホルダー１１６は、１２７においてブランジ状の平坦な上面
１２６を有する円筒状のブロック１２４である。面１２６の中心は、使用状態に
おいて、ノズル１４０に配置されている挿入体１３３内に上方へ伸長している。
ノズル１４０は面１２６に置かれ、締め付け板１４５により定位置に保持されて
いる。挿入体１３３はまた、入力１１５から挿入体１３３の真上に突出している
管１３５へ通じている流体入力１３４、および挿入体１３７の上部からカップリ
ング１２２へ通じている流体出力１３７を備えている。
【００８１】 ブランジ１２７は、噴射ベース１４４の燃料孔１２８へ接続している孔１２５
を有する。噴射ベース１４４内の燃料孔１２８は、挿入体１３３の長さに沿って
流路１３２の上部へ接続している。ブランジ内の孔１２５は、空気供給源へ接続
されている入力１３１を有し、これにより、空気は流路を挿入体１３３の上部へ
流れ、空洞内のレーザー穿孔された孔１４１の上を流れて、孔１４１と流体との
間の分離体を構成している。
【００８２】 この場合、流体は、レーザー光散乱特性と冷却特性を有する油／水のエマルジ
ョンである。分離体は空気体または空気噴射であり、これらは、挿入体１３３の
孔１２５を経て、孔１４１が開いている空洞１４３へ送られる。エマルジョンの
流体は、挿入体１３３の流体入力１３４を経て管１３５を通ってノズルの先端へ
送られる。ノズルと挿入体１３３の形状は、流体を孔１４１から離れて、ビーム
が空洞の離れた壁に突き当たる領域１４４へ指向するように使用される。領域１
４４において、流体はレーザー光を散乱し、その焦点をぼかす。この方法におい
て、尖った縁を有する孔が、空洞の離れた壁を損傷することなく穿孔される。
【００８３】 管１３５は、孔が開けられたとき、レーザービームと直線上になく、かつ、流
体と孔１４１との間の相互作用がないように、流体の噴射または流れを孔１４１
から離れるように曲げられている。噴射の角度と位置は、背壁１４４の保護を最
大限に達成するため、噴射とレーザービームとの間には最大限の相互作用がもた
らされるように設定されている。流体と流路１３２からの空気は、空洞から挿入
体の流体出口１３７の開口１３６を経て吸引される。噴射の正確な方位、開口１
３６の正確な位置決め、流体の正確な圧力と流量、および孔１３７に設定する正
確な真空により、流体がレーザー穿孔された孔１４１と接触することなく、流体
を全て開口１３６から吸引することが可能である。
【００８４】 あるいは、流体は、レーザービームを途中で捉え、挿入体の流体出口１３７の
開口１３６へ直接に進むように向けられる。この場合、流体は空洞の離れた壁１
４４へ突き当たらない。
【００８５】 挿入体１３３は、ノズルの内面と完全に金属対金属の接触状態にある。挿入体
１３３の方位は、レーザービームに対し維持されなければならず、さらに、ノズ
ル１４０は、数個の孔をノズルの回りに穿孔するために回転されなければならな
い。従って、挿入体１３３とノズル１４０が、相互に回転されるように、一つの
手段が、挿入体とノズル１４０の内面の間の密閉状態を開放するために備えられ
ている。この実施形態では、レーザー穿孔工程が完了すると、密閉を開放するよ
うに、挿入体１３３が僅かな距離だけ後退し、次に、ノズル１４０は次の所要の
外周の方位へ回転し、挿入体１１３が再密閉状態へ押し戻され、次の穿孔動作が
始まる。
【００８６】 ポンプ１１３は連続的に作動し、ノズルの空洞内の過度または不十分な流量を
防止するため、ポンプ１１３と１２３の流量が平衡状態になる。
【００８７】 図６、図７および図４に関し、ＳＡＣノズルの挿入体２５０は、円柱状の本体
２５１、およびＳＡＣノズルの内面にノズル内部の球状の先端まで容易に密接す
る切頭円錐形の上部２５２を有する。本体２５１の下に、縮小された直径の首部
２５３は、挿入体が取り付け管２５７の上部に取り付けられるのを可能にし、断
面７ｃだけで示されているが、首部２５３は、取り付け管２５７の上部二はめ込
まれている。取り付け管２５７は、円柱状ブロック１２４の平坦な上面１２６へ
続いており、その上で、ＳＡＣノズル１４０が置かれて、１４１においてレーザ
ー穿孔される。挿入体２５０の片側に、円柱状本体２５１と上部２５２の面に機
械加工された浅い細長い穴２５４は、空気が空気供給源から取り付け管２５７の
回りの２５８において上部２５２の上方の空洞１４３へ供給される導管を備えて
いる。浅い細長い穴２５４から挿入体２５０の反対側へ、その縦軸を越えて挿入
体２５０へ機械加工された深い細長い穴２５５が、空洞１４３からの排出路を形
成し、また、挿入体２５０の縦軸に平行な流体供給管２５６を収容しているが、
それから浅い細長い穴２５４へ偏倚している。深い細長い穴２５５は、深い細長
い穴２５５は、管２５７の内部へ、そこから出力１２２へ続いている。
【００８８】 浅い細長い穴２５４は、空気の流れをレーザー穿孔の孔１４１を越えて空洞１
４３へ送る。この空気の流れは分離体である。障壁流体は、流体噴射として管２
５６を経て空洞１４３へ送られる。管２５６は中心からずれており、従って、こ
の噴射もまた、中心からずれ、レーザー穿孔の孔１４１と同じ側にある。噴射は
、ＳＡＣノズルの先端において球状である空洞の壁に当たる。空洞の形状は、流
体を空洞の回りに誘導し、これにより、流体はビームが空洞の背壁に当たる領域
２６０へ戻り、これにより、レーザービームと背壁２６との間の障壁流体の量を
増加する。流体は空洞から深い細長い穴２５５、取り付け管２５７、および出口
１２２を通り、部分真空状態にあるタンク１１２へ吸引される。
【００８９】 図８は、管２５６が、固体障壁の形の分離体を形成するように伸長している、
図６の挿入体の変形を示している。ノズルに穿孔された孔に隣接した管２５６の
側面は、ノズルの内部の上部にほぼ接触するように、２６１において上方へ伸長
しており、レーザーが空洞１４３へ侵入すると、レーザービームと直線上にある
孔または細長い穴２６２を備えており、従って、ビームは空洞の壁の領域２６０
の途中で孔または細長い穴２６２を通過する。管２５６の伸長部２６１は、孔１
４１と伸長部２６１との間に気体または空気の流れを残して、流体を孔１４１か
ら離れるのを促進する。空気体または空気の流れと伸長部２６１は、流体を孔１
４１から離れさせる二つの分離体として働く。従って、流体が領域２６０を損傷
する前に、流体が散乱または吸収される領域２６０を洗滌するので、レーザービ
ームは、管２５６および孔または細長い穴２６２の側のその伸長部２６１に沿っ
て進む障壁流体の流れ全体を通過し、かつ、空気と混合された障壁流体を通過し
て進む。
【００９０】 再び図４に関し、装置はまた、図１に示された第一好適実施形態の銅レーザー
１５０を備えているが、他のガスレーザー、または、固体レーザー、例えば、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザー、またはＮｄ：ＹＬＦレーザー、またはＮｄ：ＹＶＯ４レー
ザー、２倍周波数、３倍周波数、または４倍周波数のＮｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：
ＹＬＦまたはＮｄ：ＹＶＯ４レーザー、または他の調和周波数の固体レーザーも
使用することができる。固体レーザーは、駆動されるランプまたはレーザーダイ
オードでもよい。あるいは、レーザーは、半導体ダイオードレーザーまたは調和
周波数の半導体ダイオードレーザーである。
【００９１】 レーザーは並べられて、孔１４１を穿孔し、その後、ノズル１４０の一組のリ
ング状の孔を穿孔する。
【００９２】 使用中に、流体障壁タンク１１０は、レーザー光障壁特性、例えば、商標”Ｄ
ＲＯＭＵＳ”で入手できる機械潤滑剤などの流体で部分的に充填される。これは
、循環されているとき、多重散乱によりレーザー光に対する障壁であるコロイド
である。ノズル１４０はホルダー１６０に取り付けられている。流体ポンプ１１
３は、連続的に作動し、流動スイッチ１７１は、流体をノズルへ送るか、流体を
バイパス回路１６３へ切り換えるために使用される。ポンプ１１３とタンク１１
０を通る流体の連続的流れは、コロイド流体の恒常的混合を可能にする。流体は
、あるいは挿入体内の狭い通路と管を閉塞する全ての固体粒子を除去するフィル
ター１６１を通って流れる。流体は、カップリング１２１を経て彫る１１６へ放
出される。
【００９３】 流体は、ホルダーを出てカップリング１２２を通り、真空ポンプ１２３へ接続
された室である真空タンク１１２へ入る。
【００９４】 正常な動作においては、タップ１６５と１６６は閉じており、ポンプ１６２は
使用されない。タンク１１０内の流体のレベルが、一定のレベルより低くなると
、タップ１６５と１６６は開かれ、ポンプ１６２が、タンク１１０をタンク１１
２に集められた流体で充填するため、起動される。この段階で、装置に失った流
体を補充し、正確な濃度を維持するため、予備の水とオイルがカップリング１６
７と１６８を経て加えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の穿孔装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】 図１のノズルの先端の拡大図である。
【図３】 図１の装置の変形例を示す図である。
【図４】 本発明の穿孔装置の第２の実施形態を示す図である。
【図５】 挿入体と図４に示されたＶＣＯノズル内の流体を送る方法とを拡大して示す図
である。
【図６】 挿入体と流体をＳＡＣノズル内に送る方法を示す図である。
【図７】 図６に示された挿入体の詳細を、側面図７ａ、平面図７ｂ、側面図７ａの線７
ー７に沿った断面図７ｃ、および下面図７ｄで示す図である。
【図８】 挿入体の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ タンク １１ ベース １３ ポンプ １４ 圧力調整器 １５ 入力 １６ ホルダー ２１ 出力 ２３ 第二ポンプ ４０ ディーゼル燃料噴射ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケアズレー，アンドリュー，ジョン イギリス国，オーエックス44 ９ディーエ フ，オックスフォード，ガーシントン，ザ グリーン ８ (72)発明者 アンドリュース，アントニー，ジョン イギリス国，オーエックス５ １ディーエ ム，オックスフォード，キドリントン，ス トラトフィールド ロード 39 (72)発明者 ベル，アンドリュー，イアン イギリス国，オーエックス14 ２ビーエ ル，オックスフォードシャー，アビングド ン，バスコット ドライブ 39 (72)発明者 ラターフォード，グラハム イギリス国，オーエックス14 １エージェ ー，オックスフォードシャー，アビングド ン，ウィンターボーン ロード 13 (72)発明者 フォスター−ターナー，ギデオン，ジョン イギリス国，オーエックス33 １ワイティ ー，オックスフォードシャー，フィートリ ー，ザ トライアングル 10 Ｆターム(参考） 4E068 AF01 CA01 CF00 CH08 DA02

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作物内の空洞に達する孔をレーザー穿孔する方法において
    、孔が空洞に連通したとき、孔を通過するレーザー光が流体へ入射することによ
    り、孔から空洞までの工作物がレーザー光から保護されるように、レーザー障壁
    特性を有する流体を空洞内に供給し、流体が穿孔工程中にレーザー穿孔された孔
    へ入らないように配置することを含んでなるレーザー穿孔方法。
  2. 【請求項２】 請求の範囲第１項において、穿孔される孔の先の空洞をレー
    ザー障壁特性を有する流体で十分に充填し、レーザービームで穿孔し、孔が空洞
    へ連通するとき、流体が孔へ入らないように配置することを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求の範囲第２項において、流体がレーザー光散乱特性を有
    することを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求の範囲第３項において、流体が液体であることを特徴と
    する方法。
  5. 【請求項５】 請求の範囲第３項において、流体が煙であることを特徴とす
    る方法。
  6. 【請求項６】 請求の範囲第４項において、流体がコロイドであることを特
    徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求の範囲第２項において、流体がレーザー光障壁特性を有
    することを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求の範囲第７項において、流体がレーザー光を熱エネルギ
    ーとして吸収することを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求の範囲第８項において、流体が粒子懸濁体であることを
    特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求の範囲第９項において、流体が顔料粒子の懸濁液であ
    ることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求の範囲第９項において、流体がガスを含む粒子または
    小液滴であることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求の範囲第７項において、流体が蛍光を発し、入射した
    レーザー光のエネルギーを異なる周波数で再放射することを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 請求の範囲第１２項において、流体が色素材料の溶液であ
    ることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 前出の請求の範囲のいずれかにおいて、空洞内の流体の圧
    力が、孔が空洞へ連通するとき、流体が孔へ入らないように十分に低く調整され
    ていることを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】 請求の範囲第１４項において、流体が液体であり、孔の近
    くの表面張力及びまたは接触角度は、孔が空洞へ連通するとき、流体が孔へ入ら
    ないように、流体の圧力が十分に低くなるように調整されていることを特徴とす
    る方法。
  16. 【請求項１６】 請求の範囲第１５項または第１６項において、空洞内の流
    体の圧力が、工作物の周囲の外部圧力より低いことを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 請求の範囲第１６項において、ガスの流れを工作物内のレ
    ーザービームと同じ場所に向け、かつ、空洞内の流体の圧力が、工作物の周囲の
    外部圧力とガスの流れにより加えられた圧力との組み合わせより低くなるように
    調整することを含むことを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 前出の請求の範囲のいずれかにおいて、空洞内の少なくと
    も一部の流体が、穿孔される孔の軸線を横切って流れることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 請求の範囲第１８項において、流体が空洞内を再循環する
    ことを特徴とする方法。
  20. 【請求項２０】 請求の範囲第１９項において、空洞は流体流動管を備えて
    おり、流体は該流体流動管を通り空洞へ送られるか、あるいは空洞から取り出さ
    れて、空洞内の流体の再循環を促進することを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 請求の範囲第２０項において、流体がポンプで空洞へ送ら
    れ、流体がポンプで空洞から引き抜かれることを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 請求の範囲第２０項または第２１項において、流体が、流
    体流動管を通り空洞へ送られ、流体流動管が、工作物に穿孔された孔の軸心から
    外れている位置に配置され、流体流動管から送られる流体の流れは、その流れが
    完全性を失う前にこの軸心を横切ることを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 前出の請求の範囲のいずれかにおいて、孔の内部形状が、
    レーザービームを所望の経路の回りに繰り返し旋回させることにより穿孔される
    ことを特徴とする方法。
  24. 【請求項２４】 前出の請求の範囲のいずれかにおいて、流体と孔の間に分
    離体を形成し、孔による流体とレーザー光の間の相互作用を制御することを特徴
    とする方法。
  25. 【請求項２５】 請求の範囲第１項〜第２３項のいずれかにおいて、孔が空
    洞へ連通するとき、孔による流体とレーザー光の間の相互作用が制御されるよう
    に、流体と孔の間に分離体を少なくとも部分的に挿入することを含んでいること
    を特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】 前出の請求の範囲のいずれかにおいて、流体が、レーザー
    光吸収、及び／またはレーザー光散乱の特性の他に、冷却特性を有することを特
    徴とする方法。
  27. 【請求項２７】 請求の範囲第２４項または第２５項において、ガス体が、
    孔による流体と散乱したレーザー光の間の相互作用制御する分離体として使用さ
    れることを特徴とする方法。
  28. 【請求項２８】 請求の範囲第２４項または第２５項において、ガスの流れ
    が、孔による流体と散乱したレーザー光の間の相互作用制御する分離体として使
    用されることを特徴とする方法。
  29. 【請求項２９】 請求の範囲第２４項または第２５項において、固体障壁が
    、孔による流体と散乱したレーザー光の間の相互作用制御する分離体として使用
    されることを特徴とする方法。
  30. 【請求項３０】 請求の範囲第２９項において、固体障壁に一つ以上の孔、
    または一つ以上の細長い穴が開けられているいることを特徴とする方法。
  31. 【請求項３１】 請求の範囲第３０項において、孔または細長い穴がレーザ
    ービームと直線上にあることを特徴とする方法。
  32. 【請求項３２】 請求の範囲第２９項〜第３１項のいずれかにおいて、固体
    障壁は、流体がレーザー穿孔された孔へはね返ること、あるいは入ること防止す
    ることを特徴とする方法。
  33. 【請求項３３】 工作物内の空洞へ達する孔をレーザー穿孔する装置におい
    て、孔が空洞へ連通するとき、孔を通過するレーザー光が、流体へ入射し、これ
    により、孔から空洞までの工作物がレーザー光から保護されるように、レーザー
    障壁特性を有する流体を供給する流体供給手段を含み、流体が穿孔工程中にレー
    ザー穿孔された孔へ入らないように配置することを特徴とするレーザー穿孔装置
    。
  34. 【請求項３４】 請求の範囲第３３項において、工作物を保持するホルダー
    、穿孔すべき孔の先にある空洞をレーザー障壁特性を有する流体で十分に充填す
    る流体供給手段、および孔が空洞へ連通するとき、流体が孔へ入らないように調
    整する制御手段を含んでいることを特徴とする装置。
  35. 【請求項３５】 請求の範囲第３３項において、前記制御手段は、孔が空洞
    へ連通するとき、空洞内の流体の圧力が、流体が孔へ入らないように十分に低く
    調整する圧力または流量の調整器を含んでいることを特徴とする装置。
  36. 【請求項３６】 請求の範囲第３４項または第３５項において、前記流体供
    給手段が、少なくとも一部の流体を空洞内へ穿孔すべき孔と同一直線上に流す流
    動手段を含んでいることを特徴とする装置。
  37. 【請求項３７】 請求の範囲第３６項において、前記流動手段が流体を空洞
    内で再循環させることが可能であることを特徴とする装置。
  38. 【請求項３８】 請求の範囲第３７項において、流動手段が空洞に挿入され
    た流体流動管を有し、流体が、流体流動管を通り空洞へ送られ、あるいは空洞か
    ら引き抜かれることにより、空洞内を循環することを特徴とする装置。
  39. 【請求項３９】 請求の範囲第３８項において、流体を空洞へ送る第一ポン
    プ、流体を空洞から送り出す第二ポンプ、および流体タンクを有することを特徴
    とする装置。
  40. 【請求項４０】 請求の範囲第３９項において、第二ポンプがタンクを大気
    へ排気する真空ポンプであることを特徴とする装置。
  41. 【請求項４１】 請求の範囲第３９項において、第二ポンプが流体を空洞か
    らタンクへ送る圧力ポンプであることを特徴とする装置。
  42. 【請求項４２】 請求の範囲第３８項〜第４１項のいずれかにおいて、流体
    流動管が、工作物に穿孔される孔の軸心から外れている位置に配置され、使用中
    に流体流動管から送られる流体の流れは、その流れが完全性を失う前にこの軸心
    を横切ることを特徴とする装置。
  43. 【請求項４３】 請求の範囲第３３項〜第４２項のいずれかにおいて、レー
    ザー障壁特性を有する流体及びレーザーの供給源を有することを特徴とする装置
    。
  44. 【請求項４４】 請求の範囲第４３項において、レーザーが銅レーザーであ
    ることを特徴とする装置。
  45. 【請求項４５】 請求の範囲第４３項において、レーザーが固体レーザーで
    あることを特徴とする装置。
  46. 【請求項４６】 請求の範囲第４４項において、レーザーが、Ｎｄ：ＹＡＧ
    レーザー、またはＮｄ：ＹＬＦレーザー、またはＮｄ：ＹＶＯ４レーザー、２倍
    周波数Ｎｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦまたはＮｄ：ＹＶＯ４レーザー、または
    、他の調波周波数またはシフト周波数の固体レーザーであることを特徴とする装
    置。
  47. 【請求項４７】 請求の範囲第３３項〜第４６項のいずれかにおいて、さら
    に、流体と孔との間に、散乱したレーザー光と該孔との相互作用を制御する分離
    体を含んでいることを特徴とする装置。
  48. 【請求項４８】 請求の範囲第４７項において、分離体が固体障壁であるこ
    とを特徴とする装置。
  49. 【請求項４９】 請求の範囲第４８項において、固体障壁に一つ以上の孔ま
    たは一つ以上の細長い穴が形成されていることを特徴とする装置。
  50. 【請求項５０】 請求の範囲第４９項において、孔または細長い穴がレーザ
    ービームと一直線上にあることを特徴とする装置。
  51. 【請求項５１】 請求の範囲第４０項〜第５０項のいずれかにおいて、固体
    障壁は、流体が穿孔された孔へはね返ること、または入ることを防止することを
    特徴とする装置。
  52. 【請求項５２】 請求の範囲第４７項において、ガス体が孔と流体の間の相
    互作用を制御するために使用されることを特徴とする装置。
  53. 【請求項５３】 請求の範囲第４７項において、ガスの流れが孔と流体の間
    の相互作用を制御するために使用されることを特徴とする装置。
  54. 【請求項５４】 請求の範囲第３３項〜第５３項のいずれかにおいて、工作
    物を装置へ取り付け、穿孔の完了時、工作物を取り外す手動または自動の手段を
    含んでいることを特徴とする装置。
  55. 【請求項５５】 請求の範囲第３３項〜第５４項のいずれかにおいて、一つ
    またはそれ以上の孔を正確な位置に穿孔するために、工作物をレーザービームに
    対し位置決めする手動または自動の手段を含んでいることを特徴とする装置。
  56. 【請求項５６】 請求の範囲第１項〜第３２項のいずれかに記載の方法を実
    行する装置。
  57. 【請求項５７】 添付図面の図１〜３、または図４と５、または図６と７、
    または図８に実質的に記載されている、工作物内の空洞に達する孔をレーザー穿
    孔する方法。
  58. 【請求項５８】 添付図面の図１〜３、または図４と５、または図６と７、
    または図８に実質的に記載され、かつ、示されている、工作物内の空洞に多数の
    孔をレーザー穿孔する装置。
JP2000508504A 1997-09-03 1998-08-28 レーザー穿孔方法 Pending JP2001526961A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9718549A GB2328894B (en) 1997-09-03 1997-09-03 Laser drilling
GB9718549.0 1997-09-03
PCT/GB1998/002591 WO1999011419A1 (en) 1997-09-03 1998-08-28 Laser-drilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001526961A true JP2001526961A (ja) 2001-12-25
JP2001526961A5 JP2001526961A5 (ja) 2006-01-05

Family

ID=10818373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000508504A Pending JP2001526961A (ja) 1997-09-03 1998-08-28 レーザー穿孔方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6365871B1 (ja)
EP (1) EP1027187A1 (ja)
JP (1) JP2001526961A (ja)
GB (1) GB2328894B (ja)
WO (1) WO1999011419A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033208A1 (de) 2007-07-30 2009-02-05 Honda Motor Co., Ltd. Perforierverfahren und Perforiervorrichtung
JP2010201452A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Honda Motor Co Ltd 穴あけ装置
JP2014058969A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 General Electric Co <Ge> エアフォイル製造システム及び方法
JP2015504783A (ja) * 2011-12-07 2015-02-16 ジェネラル アトミックス レーザ加工で使用する方法およびシステム
JP2015140805A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ エーロフォイルに穴開けするための方法
JP2015145028A (ja) * 2014-01-27 2015-08-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 孔の完成を判定する方法
KR20160137421A (ko) * 2015-05-21 2016-11-30 로베르트 보쉬 게엠베하 공작물의 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 방법 및 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 시스템
KR102235509B1 (ko) * 2019-10-22 2021-04-05 (주)아인테크놀러지 유리노즐 제조방법

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19832774B4 (de) * 1998-07-22 2008-01-24 Siemens Ag Schutzvorrichtung zum Herstellen von Kleinstbohrungen in rohrartigen Bauteilen sowie Verfahren zum Herstellen von in einen Hohlraum mündenden Bohrungen
US6070813A (en) * 1998-08-11 2000-06-06 Caterpillar Inc. Laser drilled nozzle in a tip of a fuel injector
DE10055483B4 (de) * 2000-11-09 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10106809A1 (de) * 2001-02-14 2002-09-19 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Lochs in einem Körper, insbesondere eines Einspritzlochs in einem Kraftstoffinjektor
US6642476B2 (en) 2001-07-23 2003-11-04 Siemens Automative Corporation Apparatus and method of forming orifices and chamfers for uniform orifice coefficient and surface properties by laser
US6603095B2 (en) 2001-07-23 2003-08-05 Siemens Automotive Corporation Apparatus and method of overlapping formation of chamfers and orifices by laser light
US6600132B2 (en) 2001-07-31 2003-07-29 John James Horsting Method and apparatus to generate orifice disk entry geometry
US6720526B2 (en) 2001-07-31 2004-04-13 Siemens Automotive Corporation Method and apparatus to form dimensionally consistent orifices and chamfers by laser using spatial filters
US6635847B2 (en) 2001-07-31 2003-10-21 Siemens Automotive Corporation Method of forming orifices and chamfers by collimated and non-collimated light
US6642477B1 (en) * 2001-10-23 2003-11-04 Imra America, Inc. Method for laser drilling a counter-tapered through-hole in a material
US6696666B2 (en) * 2002-07-03 2004-02-24 Scimed Life Systems, Inc. Tubular cutting process and system
EP1416266B1 (de) * 2002-11-04 2006-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Überprüfung der Struktur von Durchgangslöchern eines Bauteils
US6740847B1 (en) 2003-03-10 2004-05-25 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of forming multiple machining spots by a single laser
DE10314844B4 (de) * 2003-04-01 2006-06-08 Siemens Ag Verfahren und Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung von Durchgangsbohrungen und Düse eines Injektors
US7086931B2 (en) * 2003-04-18 2006-08-08 Tdk Corporation Magnetic head bar holding unit, lapping device, and method of lapping medium-opposing surface of thin-film magnetic head
DE10329731A1 (de) * 2003-07-02 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil und ein Verfahren zur Herstellung desselben
US7063216B2 (en) * 2003-09-04 2006-06-20 Millipore Corporation Underdrain useful in the construction of a filtration device
US20050075628A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-07 Karl Cazzini Variable intensity wide-angle illuminator
US8753588B2 (en) * 2003-10-15 2014-06-17 Emd Millipore Corporation Support and stand-off ribs for underdrain for multi-well device
US8816244B2 (en) * 2004-04-13 2014-08-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Inverted stent cutting process
JP2005297012A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
WO2006078707A2 (en) * 2005-01-19 2006-07-27 Tosoh Smd Etna, Llc Automated sputtering target production and sub systems thereof
US8389894B2 (en) * 2005-06-01 2013-03-05 Phoeton Corp. Laser processing apparatus and laser processing method
US20070175872A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-02 Rhoades Lawrence J Laser back wall protection by particulate shading
US8779328B2 (en) * 2007-05-31 2014-07-15 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Methods for laser cutting tubing to make medical devices
US7932479B2 (en) * 2007-05-31 2011-04-26 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Method for laser cutting tubing using inert gas and a disposable mask
US8242408B2 (en) 2007-08-15 2012-08-14 Caterpillar Inc. Masking device for laser machining system and method
US20090294416A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Caterpillar Inc. Laser manufacturing system having real-time feedback
BRPI0806638B1 (pt) 2008-11-28 2017-03-14 Faculdades Católicas Mantenedora Da Pontifícia Univ Católica Do Rio De Janeiro - Puc Rio processo de perfuração a laser
US20100219166A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-02 Honda Motor Co., Ltd. Hole-forming machine
BRPI1002337B1 (pt) 2010-07-08 2017-02-14 Faculdades Católicas equipamento para perfuração a laser
US9677338B2 (en) 2010-07-08 2017-06-13 Faculdades Católicas, Associacão Sem Fins Lucrativos, Mantenedora Da Pontifícia Universidade Católica Do Rio De Janeiro-Puc-Rio Device for laser drilling
DE102011078651A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erzeugen zumindest einer Durchgangsbohrung und Vorrichtung zur Durchführung solch eines Verfahrens
DE102013212665B4 (de) * 2013-06-28 2015-06-25 Laser Zentrum Hannover E.V. Verfahren zum Laserbohren oder Laserschneiden eines Werkstücks
DE102013218196A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Laserbohren eines Bauteils
DE102014220526A1 (de) * 2014-10-09 2016-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von Durchgangsbohrungen mittels Laserstrahlung in einer Wandung eines Bauteils
CN107211542B (zh) * 2014-11-28 2020-11-24 英特尔公司 去钻污处理方法和多层印刷布线板的制造方法
GB2537834A (en) * 2015-04-27 2016-11-02 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Nozzle tip manufacturing
DE102015218760A1 (de) 2015-09-29 2017-03-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bohren eines Durchgangslochs in einem Werkstück mittels eines Laserstrahls
WO2017151122A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-08 Cummins Inc. Systems and methods for preventing laser back-wall damage
DE102017104044B4 (de) 2017-02-27 2024-02-01 Stoba Sondermaschinen Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Brennstoff- oder Hydraulikmittelleiteinheit unter Einbringung eines Schutzmediums und Werkzeugmaschine
JP2019069465A (ja) * 2017-10-11 2019-05-09 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN108044244A (zh) * 2017-12-18 2018-05-18 中国科学院西安光学精密机械研究所 利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法及填充清理装置
CN108044243A (zh) * 2017-12-18 2018-05-18 中国科学院西安光学精密机械研究所 具有复杂腔体工件的激光加工制孔方法及辅助填充系统
WO2019162464A1 (en) 2018-02-23 2019-08-29 Avonisys Ag A method of machining a bore extending from an outer wall of a workpiece with liquid-jet guided laser beam
JP7124507B2 (ja) * 2018-07-17 2022-08-24 株式会社デンソー レーザ加工装置
DE102018218261A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Laserbohren eines Bauteils
US10888932B1 (en) 2019-06-18 2021-01-12 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Assembly and method for microdrilling a tube
US20210220950A1 (en) * 2020-01-17 2021-07-22 United Technologies Corporation Method and system for preventing back strikes when laser drilling hollow parts
CN114273802A (zh) * 2020-09-27 2022-04-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种激光打孔背伤防护方法及其装置
CN113732534B (zh) * 2021-08-03 2023-08-15 昆山锦林光电材料有限公司 一种防止反射纸热收缩变形的激光开孔加工装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639572A (en) * 1985-11-25 1987-01-27 Ibm Corporation Laser cutting of composite materials
US4808785A (en) * 1986-11-13 1989-02-28 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method and apparatus for making diffused cooling holes in an airfoil
US4873414A (en) * 1988-06-13 1989-10-10 Rolls Royce Inc. Laser drilling of components
EP0347053B1 (en) * 1988-06-13 1993-07-14 ROLLS-ROYCE plc Laser drilling of components
GB2227965B (en) * 1988-10-12 1993-02-10 Rolls Royce Plc Apparatus for drilling a shaped hole in a workpiece
KR920007392B1 (ko) * 1988-12-28 1992-08-31 미쓰이세끼유 가가꾸고오교오 가부시끼가이샤 천공 튜브의 제조방법 및 장치
DE3937460A1 (de) * 1989-11-10 1990-11-08 Daimler Benz Ag Verfahren zum rueckstandsfreien anbringen von gratfreien durchbruechen in die wandung einer fluidleitung
GB2262712B (en) * 1991-12-19 1995-04-26 Butler Newall Ltd Method of producing a multi-apertured component
GB2295115A (en) * 1994-11-15 1996-05-22 Rolls Royce Plc Producing apertured components
GB9514447D0 (en) * 1995-07-14 1995-09-13 Rolls Royce Plc Laser barrier material and method
US5767480A (en) * 1995-07-28 1998-06-16 National Semiconductor Corporation Hole generation and lead forming for integrated circuit lead frames using laser machining
FR2739797B1 (fr) * 1995-10-11 1997-11-14 Snecma Procede de percage de pieces au laser et materiau d'arret utilise
US6054673A (en) * 1997-09-17 2000-04-25 General Electric Company Method and apparatus for laser drilling
US5994667A (en) * 1997-10-15 1999-11-30 Scimed Life Systems, Inc. Method and apparatus for laser cutting hollow workpieces

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033208A1 (de) 2007-07-30 2009-02-05 Honda Motor Co., Ltd. Perforierverfahren und Perforiervorrichtung
DE102008033208B4 (de) * 2007-07-30 2011-02-03 Honda Motor Co., Ltd. Perforierverfahren und Perforiervorrichtung
US8173932B2 (en) 2007-07-30 2012-05-08 Honda Motor Co., Ltd. Perforation method and perforation apparatus
JP2010201452A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Honda Motor Co Ltd 穴あけ装置
JP2015504783A (ja) * 2011-12-07 2015-02-16 ジェネラル アトミックス レーザ加工で使用する方法およびシステム
US9815141B2 (en) 2011-12-07 2017-11-14 General Atomics Methods and systems for use in laser machining
JP2014058969A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 General Electric Co <Ge> エアフォイル製造システム及び方法
JP2015140805A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ エーロフォイルに穴開けするための方法
JP2015145028A (ja) * 2014-01-27 2015-08-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 孔の完成を判定する方法
KR20160137421A (ko) * 2015-05-21 2016-11-30 로베르트 보쉬 게엠베하 공작물의 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 방법 및 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 시스템
KR102553387B1 (ko) * 2015-05-21 2023-07-11 로베르트 보쉬 게엠베하 공작물의 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 방법 및 레이저 드릴링 또는 레이저 커팅을 위한 시스템
KR102235509B1 (ko) * 2019-10-22 2021-04-05 (주)아인테크놀러지 유리노즐 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
GB2328894A (en) 1999-03-10
WO1999011419A1 (en) 1999-03-11
GB9718549D0 (en) 1997-11-05
US6365871B1 (en) 2002-04-02
GB2328894B (en) 1999-07-14
EP1027187A1 (en) 2000-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001526961A (ja) レーザー穿孔方法
JP4176016B2 (ja) レーザ穿孔及び続く電気研磨ステップによる有孔膜の形成
WO1999056907A1 (de) Materialbearbeitungsvorrichtung mit einem in einen flüssigkeitsstrahl eingekoppelten laserstrahl
EP1918061B1 (en) Hybrid laser beam machining device
JP5437578B2 (ja) 材料処理用の流体ジェットを発生する方法及び装置、並びにそのような装置に使用する流体ノズル
JP2007029980A (ja) ハイブリッドレーザ加工装置
TWI391202B (zh) A laser processing apparatus, a manufacturing method of a laser processing apparatus, and a laser processing method
JP5017882B2 (ja) ハイブリッドレーザ加工方法
WO2000009884A1 (en) Laser drilled nozzle in a tip of a fuel injector
BR112014013742B1 (pt) método para proteger uma superfície, sistema para uso na proteção de superfícies e método para usinagem a laser
EP1976659A2 (en) Laser back wall protection by particulate shading
JP2000084686A (ja) レーザピアシング方法およびレーザ加工用ノズルおよびレーザ切断装置
JP2007144494A (ja) レーザー処理装置及びレーザー処理方法
JP2007050492A (ja) 孔表面加工処理方法
JP2009113106A (ja) レーザー加工装置
JP2006255769A (ja) ハイブリッドレーザ加工装置
KR20020010101A (ko) 고밀도 에너지빔 가공 방법 및 장치
JP2001321977A (ja) ハイブリッド加工装置
JP5753414B2 (ja) レーザ加工方法
US6608279B2 (en) Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing
ES2347683T3 (es) Procedimiento de mecanizacion de materiales mediante un laser guiado por un chorro de agua asi como dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.
JP2019084543A (ja) レーザー加工装置
JP4123390B2 (ja) ハイブリッド加工装置およびハイブリッド加工方法
JP2014144485A (ja) レーザ加工方法、およびノズルの製造方法
JP2004122173A (ja) レーザマイクロジェット加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050829

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080408

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080421

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081118

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090218

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090225

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090318

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090326

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090728