JP2006192503A - 二重焦点レンズを用いる、薄い金属被加工物のレーザー切断 - Google Patents
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Abstract
【課題】5mm以下の厚さ、好ましくは2から5mmの間の厚さを有する金属被加工物を二重焦点レンズを使用してレーザー切断する効率的な方法を提供する。
【解決手段】二重焦点レンズを用いて、少なくとも、互いに離れてビーム軸上にある第1焦点および第2焦点に、レーザービームを集光させることを可能にし、前記レンズは80から135mmの間の焦点距離FLを有する。
【選択図】図1
Description
−球面ジオプターと平面ジオプターとから構成される平凸レンズ、
−2つの球面ジオプターから構成されるメニスカスレンズ。このレンズの形は球面収差を最小にできるという点で平凸レンズに対して有利であり、この理由でレーザー切断において非常に広く使用されている;
−非球面レンズ、このレンズにおいて第1ジオプターの形は一定の半径の球体ではなく、球面ジオプターをもつメニスカスレンズに対してさらに幾何収差を低減できるように最適化されている。それにより、特に、短い、すなわち95.25mm(3.75”)以下の焦点距離の場合、より大きなパワー密度を焦点で得ることができる。非球面レンズのアウトプットジオプターは、製造コストを低減させるために、通常平面である。
−レンズは90から130mmの間、好ましくは少なくとも100mmの焦点距離を有する;
−レンズは127mmに等しい焦点距離を有する;
−レンズは焦点距離にある第1焦点に集光させるための第1曲率半径を有する中央部の径を有し、前記径は20mm以下である;
−レンズの径は4から15mmの間である;
−1から4mmの間にある厚さを有する被加工物を切断する;
−2つの焦点間の距離は1から12mmの間である;
−2つの焦点間の距離は3から5mmの間である;
−金属被加工物はステンレス鋼、軟鋼、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、チタンもしくはチタン合金、銅もしくは銅合金から作られている;
−窒素を含む補助ガスを使用する;
−レーザービームは0.5から15kWの間、好ましくは1kWから6kWの間の出力を有する;
−レーザービームをCO2型のレーザー装置で放射する。
2mmと4mmの厚さを有するステンレス鋼被加工物に関して試験を行い、その結果をそれぞれ図2および図3に示す。5mm以下の厚さ、すなわち一般的に1から4mmの厚さに対して、焦点距離が127mmであり、2Hの値が4mmから15mmの間であるレンズの使用が望ましいことが確認される。
Claims (12)
- 5mm以下の厚さを有する金属被加工物をレーザービーム切断する方法であって、二重焦点レンズを用い、少なくとも、互いに離れてビーム軸上にある第1焦点(PF1)および第2焦点(PF2)に、レーザービームを集光させることを可能にし、前記レンズは80から135mmの間の焦点距離(FL)を有することを特徴とする方法。
- 前記レンズは90から130mmの間、好ましくは少なくとも100mmの焦点距離(FL)を有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記レンズは127mmに等しい焦点距離(FL)を有することを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記レンズは、前記焦点距離(FL)にある前記第1焦点(PF1)に集光させるための第1曲率半径を有する中央部の径(2H)を有し、前記径(2H)は20mm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
- 前記レンズの前記径(2H)は4から15mmの間であることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 1から4mmの間にある厚さを有する被加工物を切断することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
- 前記2つの焦点(PF1、PF2)間の距離(PF)は1から12mmの間であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
- 前記2つの焦点(PF1、PF2)間の距離(PF)は3から5mmの間であることを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記金属被加工物はステンレス鋼、軟鋼、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、チタンもしくはチタン合金、銅もしくは銅合金から作られていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
- 窒素を含む補助ガスを使用することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
- 前記レーザービームは0.5から15kWの間、好ましくは1kWから6kWの間の出力を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
- 前記レーザービームをCO2型のレーザー装置で放射することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項記載の方法。
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