JP2007144518A - ファイバレーザでC−Mn鋼を切削する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イッテルビウムドープコアを有する少なくとも1つのシリカファイバを備えたレーザビーム発生手段を用いて、レーザビームを発生させる。好ましくは、イッテルビウム系ファイバは1.07乃至1.1μmの、好ましくは1.07μmの波長を有し、レーザビームのQ値は0.33乃至8mm.mradであり、レーザビームは0.1乃至25kWのパワーを有する。レーザビームのための援助ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、CO2及びそれらの混合物から選ばれ、任意に、H2及びCH4から選ばれる1つ以上の追加の化合物をさらに含有する。
【選択図】図1
Description
そのうえ、CO2レーザは、パワーの点で制限され、これにより、切削速度に直接に影響を及ぼす。
しかしながら、これは、設備を複雑化し、追加の出費を招くので、産業状況において実用的ではない。
より詳細には、Nd:YAGレーザ光源が出力した波長が1.06μmのレーザビームを用いた切削は、特にはC−Mn鋼からなるワークピースを切削する場合に、切削品質及び切削速度の観点で不満足な結果を与えることが見出されている。
場合によっては、本発明の方法は、以下の特徴の1つ以上を含んでいてもよい。
− イッテルビウム系ファイバが発生するレーザビームは、1乃至5μmの、好ましくは1.04乃至3μmの波長を有している。
− レーザビームは、0.1乃至25kWの、好ましくは0.5乃至15kWのパワーを有している。
− 切削すべきワークピースは、0.25乃至30mmの、好ましくは0.40乃至20mmの厚さを有している。
− レーザビームのための援助ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、CO2及びそれら混合物の中から選ばれ、任意に、H2及びCH4から選ばれる1つ以上の追加の化合物をさらに含有している。
− 厚さが3mm乃至6mmの鋼ワークピースについての切削速度は、圧力が0.2乃至6バールの酸素を援助ガスとして使用した場合には1乃至3m/分である。
− 厚さが10mm乃至20mmの鋼ワークピースについての切削速度は、圧力が0.2乃至6バールの酸素を援助ガスとして使用した場合には0.1乃至2m/分である。
− ガス噴射オリフィスの径は、0.5乃至5mmであり、典型的には1乃至3mmである。
ビームQ値又はBPPは、広がり角θと半径Woとの積として規定される。
Claims (10)
- C−Mn鋼ワークピースを切削するためのレーザ切削方法であって、少なくとも1つのイッテルビウム含有ファイバを備えたレーザビーム発生手段を用いてレーザビームを発生させ、前記レーザビームのQ値は0.33乃至8mm.mradの範囲内にあることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記ファイバは、シリカで被覆されたイッテルビウムドープコアからなることを特徴とする方法。
- 請求項1又は2に記載の方法であって、前記イッテルビウム系ファイバが発生した前記レーザビームは、1乃至5μmの、好ましくは1.04乃至3μmの波長を有していることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の方法であって、前記イッテルビウム系ファイバが発生した前記レーザビームは、1.07乃至1.1μmの、好ましくは1.07μmの波長を有していることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載の方法であって、前記レーザビームは、0.1乃至25kWの、好ましくは0.5乃至15kWのパワーを有していることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至5の何れか1項に記載の方法であって、前記レーザビームは、連続又はパルスレーザビーム、好ましくは連続レーザビームであることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法であって、切削すべき前記ワークピースは、0.25乃至30mmの、好ましくは0.40乃至20mmの厚さを有していることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載の方法であって、切削速度は、0.1乃至20m/分、好ましくは1乃至15m/分であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至8の何れか1項に記載の方法であって、前記レーザビームのための援助ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、CO2及びそれらの混合物から選ばれ、任意に、H2及びCH4から選ばれる1つ以上の追加の化合物をさらに含有した方法。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載の方法であって、前記レーザビームのQ値は、1乃至8mm.mrad、好ましくは2mm.mradより大きく、より好ましくは3mm.mradより大きく、及び/又は、好ましくは7mm.mrad未満であり、より好ましくは5mm.mrad未満である方法。
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