JP2009525189A - 少なくとも１つのイッテルビウム系ファイバを有したレーザーを使用する切削方法であって、少なくとも、レーザーソースのパワー、集束ビーム径及びビームのｑ値が制御される方法 - Google Patents
少なくとも１つのイッテルビウム系ファイバを有したレーザーを使用する切削方法であって、少なくとも、レーザーソースのパワー、集束ビーム径及びビームのｑ値が制御される方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009525189A JP2009525189A JP2008552854A JP2008552854A JP2009525189A JP 2009525189 A JP2009525189 A JP 2009525189A JP 2008552854 A JP2008552854 A JP 2008552854A JP 2008552854 A JP2008552854 A JP 2008552854A JP 2009525189 A JP2009525189 A JP 2009525189A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- ytterbium
- diameter
- cutting
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- -1 board Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical group [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
-
- 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
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
-
- 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
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
- B23K26/125—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases of mixed gases
-
- 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
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本発明は、レーザービームを使用して部品を切削する方法であって、レーザービームを発生させるために、１乃至４μｍの波長を有する少なくとも１つのイッテルビウム系ファイバを含んだレーザービームの使用を含んだ方法に関する。レーザービームは、１００ｋＷ未満のパワーと、少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度と、少なくとも０．１ｍｍの集束ビーム径と、１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満のＱ値（ＢＰＰ）とを有するように選択される。
【選択図】 図４
【選択図】 図４
Description
本発明は、イッテルビウム系ファイバレーザーソースを使用するレーザー切削方法に関する。
ＣＯ2レーザーソースを使用して、１０．６μｍの波長と、現時点では６ｋＷまでのパワーとを持つレーザービームを発生させるレーザー切削が、この産業において広く使用されている。というのは、このタイプのソースは、良好なビーム特性、すなわち良好なＱ値（Ｍ2、ＢＰＰなど）及び良好な空間エネルギー分布（ＴＥＭ０１*）を与えるからである。
これらＣＯ2レーザーソースを用いて、例えば、アルミニウム及びその合金、ステンレス鋼、炭素鋼、軟鋼などの金属及びそれらの合金、又は、木材、ボード、セラミックなどの他の非金属材料を切削することができる。
しかしながら、達成できる切削速度及びそこから得られる切削の質は、切削すべき材料に依存して、更には、アシストガスの性質、集束ビームの径及び入射レーザーのパワーなどの、採用される切削法パラメータに依存して、大いに変化しやすい。更には、コンタミネーションを避けるべく及びビームの良好な伝播に必要な一定の光学指数の媒体を維持するべく、光路は必ず不活性雰囲気中に保たれねばならない。
これら問題を緩和する試みの中で、レーザー切削において、Ｎｄ:ＹＡＧレーザーデバイスを使用することが提案されている。この場合、ビームを発生させる共振器は、ネオジム（Ｎｄ）ロッドである固体の増幅媒体を含んでおり、かくして得られるビームは、次に、光ファイバを介して集束ヘッドへと送られる。
しかしながら、この解決策は、産業的な観点からは満足できるものではない。というのは、それは、ビームのＱ値（ＢＰＰ）がレーザー切削に適切でないからだけではなく、ビームの横エネルギー分布がガウシアンではなく、シルクハット（top hat）プロファイルを有し、焦点を越えると、横エネルギー分布がさらにランダムであるために、切削の質及び切削速度の点で芳しくない結果を与えるからである。
それ故に、生ずる問題は、上述の欠点及び制限を持たず、且つ、当該厚さに応じて、１５乃至２０ｍ／分までの速度又はそれよりも高い速度と、良好な切削の質、すなわちバリがなくわずかしか粗さを持たない真っ直ぐな切削面とを達成することができる改善されたレーザー切削方法を、如何にして提供するかにある。
それ故に、本発明の解決策は、レーザー切削方法であって、少なくとも１つのイッテルビウム含有ファイバを含んだレーザービーム発生手段を使用して、被加工物を溶融させるレーザービームを発生させ、かくして実際の切削を行う方法である。
より正確には、本発明は、レーザービームを用いて被加工物を切削する方法であって、少なくとも１つのイッテルビウム含有ファイバを含み、１乃至４μｍの波長を有しているレーザービーム発生手段を使用してレーザービームを発生させる方法に関する。
本発明に従うと、レーザービームは、
−１００ｋＷ未満のパワーと、
−少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度と、
−少なくとも０．１ｍｍの集束ビーム径と、
−１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満のＱ値（ＢＰＰ）と
を有するように選択される。
−１００ｋＷ未満のパワーと、
−少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度と、
−少なくとも０．１ｍｍの集束ビーム径と、
−１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満のＱ値（ＢＰＰ）と
を有するように選択される。
更に、本発明に従うと、レーザービーム発生手段は、レーザービームを発生させるために、増幅媒体とも呼ばれる少なくとも１つの被励起素子（excited element）と協同する少なくとも１つの励起素子（exciter element）、好ましくは複数の励起素子を含んでいる。励起素子は、好ましくは、複数のレーザーダイオードであり、被励起素子は、イッテルビウムコアを持ったシリカファイバであるか、又は、好ましくは、複数のこのようなファイバである。
更には、本発明の文脈では、用語「レーザービーム発生手段」及び「共振器」を、区別なく使用する。増幅媒体が、コアがイッテルビウムに基づいた特別な光ファイバのアレイであるので、このタイプのレーザーソースは、通常、「ファイバ」レーザー又は「イッテルビウムファイバ」レーザーソースと呼ばれる。
場合に応じて、本発明の方法は、以下の特徴の１つ以上を含み得る。
−ファイバは、シリカ被覆されたイッテルビウムドープコアから形成されている；
−イッテルビウム系ファイバが発生させるレーザービームは、１．０４乃至５μｍ、好ましくは１．０７乃至１．１μｍ、より好ましくは１．０７μｍに等しい波長を有する；
−レーザービームは、０．１乃至４０ｋＷ、好ましくは０．５乃至１５ｋＷのパワーを有する；
−レーザービームは、連続又はパルスであり、好ましくは連続である；
−切削速度は、０．１乃至２０ｍ／分、好ましくは１乃至１５ｍ／分である；
−レーザービーム用のアシストガスは、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択され、任意に、Ｈ2及びＣＨ4から選択される１種以上の追加の化合物も含有する；
−より一般的には、アシストガスの圧力は、約０．１ｂａｒ乃至２５ｂａｒであり、切削すべき厚さに応じて選択される；
−ガス注入オリフィスの径は、０．５乃至５ｍｍ、典型的には１乃至３ｍｍである；
−レーザーのＱ値（ＢＰＰ）は、１乃至８ｍｍ．ｍｒａｄ、好ましくは２乃至６ｍｍ．ｍｒａｄである；
−レーザービームは、１．５乃至２０ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度を有する；
−集束ビーム径は、０．１ｍｍ乃至０．５０ｍｍ、好ましくは０．１３乃至０．４０ｍｍである；
−レーザービームは、１乃至１０ｍｍ、好ましくは２乃至７ｍｍのローリー（Raleigh）長（Ｚｒ）を有する；
−ビームは、０．２５°乃至５°の開口角（θ）と、集束レーザービームの径（２Ｗ0）を金属シート又はプレートの厚さ（Ｅ）で割ることによって定義される角度に対応した１．２５°乃至８°の角度（α）とで使用され、角度の和（α＋θ）は１．５°乃至８°である；及び
−切削すべき被加工物は、０．２５乃至３０ｍｍ、好ましくは０．４０乃至２０ｍｍの厚さを有する。
−イッテルビウム系ファイバが発生させるレーザービームは、１．０４乃至５μｍ、好ましくは１．０７乃至１．１μｍ、より好ましくは１．０７μｍに等しい波長を有する；
−レーザービームは、０．１乃至４０ｋＷ、好ましくは０．５乃至１５ｋＷのパワーを有する；
−レーザービームは、連続又はパルスであり、好ましくは連続である；
−切削速度は、０．１乃至２０ｍ／分、好ましくは１乃至１５ｍ／分である；
−レーザービーム用のアシストガスは、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択され、任意に、Ｈ2及びＣＨ4から選択される１種以上の追加の化合物も含有する；
−より一般的には、アシストガスの圧力は、約０．１ｂａｒ乃至２５ｂａｒであり、切削すべき厚さに応じて選択される；
−ガス注入オリフィスの径は、０．５乃至５ｍｍ、典型的には１乃至３ｍｍである；
−レーザーのＱ値（ＢＰＰ）は、１乃至８ｍｍ．ｍｒａｄ、好ましくは２乃至６ｍｍ．ｍｒａｄである；
−レーザービームは、１．５乃至２０ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度を有する；
−集束ビーム径は、０．１ｍｍ乃至０．５０ｍｍ、好ましくは０．１３乃至０．４０ｍｍである；
−レーザービームは、１乃至１０ｍｍ、好ましくは２乃至７ｍｍのローリー（Raleigh）長（Ｚｒ）を有する；
−ビームは、０．２５°乃至５°の開口角（θ）と、集束レーザービームの径（２Ｗ0）を金属シート又はプレートの厚さ（Ｅ）で割ることによって定義される角度に対応した１．２５°乃至８°の角度（α）とで使用され、角度の和（α＋θ）は１．５°乃至８°である；及び
−切削すべき被加工物は、０．２５乃至３０ｍｍ、好ましくは０．４０乃至２０ｍｍの厚さを有する。
実際、切削プロセスにおいて効力を発揮するレーザー照射の主な特性は、レーザーの波長、ビームのＱ値（Ｍ2、Ｋ、ＢＰＰ）、ソース出口で測定されるビームの径、レーザーの入射パワー及び切削すべき材料の表面近傍にレーザーを集束させる方法である。
イッテルビウム「ファイバ」レーザーソースの波長は、概して、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーのそれに近い。即ち、約１．０７μｍである。
一般に、このタイプのイッテルビウムファイバレーザーソースについて、ビームの性質を特徴付けるのに、ＢＰＰ（ビームパラメータ積（Beam Parameter Product））が使用される。ＢＰＰは、ビームウェストの位置でのビーム径とその広がり角との積として定義される。ＢＰＰは、ｍｍ．ｍｒａｄ．で表される。ＢＰＰが小さいほど、ビームの質はより良好である。
産業的観点から、これらイッテルビウムファイバレーザーソースは、良好なビームの質を維持しながら、光ファイバを介して、作業領域の近くにある集束システムに対して直角に伝播されるという利点を有する。それ故に、ソースの出口で得られるビームの径は、それを運ぶ光ファイバの有効径に等しい。
これらビームのパワーレベル及びＱ値は、特に切削速度及び切削の質の点で、このレーザー切削プロセスにとって満足できるものである。このタイプのソースを用いて得られるパワーレベルは、１００Ｗ乃至４０ｋＷであり、それらのＱ値（ＢＰＰ）は、０．３ｍｍ．ｍｒａｄ．乃至１５ｍｍ．ｍｒａｄ．において変化する。更には、伝播用の光ファイバの径は、それが送らねばならないレザーパワーに応じて変化する。パワーが高いほど、ファイバの径は大きい。
従って、例えば、２ｋＷのパワーに対しては、使用されるファイバは、５０μｍの径と２ｍｍ．ｍｒａｄ．のＢＰＰとを有するであろうし、４ｋＷに対しては、その径は１００μｍであり、そのＢＰＰは４ｍｍ．ｍｒａｄ．であろう。
更に、使用されるソースのタイプに関わらず、ソースから出力されるレーザービームは、レンズ又は特別な光学系、例えば複数の鏡などの集束手段によって集束されねばならない。使用されるレンズの性質に応じて、集束ビームの特性が変化し、結果として、レーザー切削の性能が変更される。レンズ及びビーム集束の実行についての選択は、当業者の一般知識の一部を成している。
実際面では、ファイバレーザーソースのＢＰＰは、レーザービームを発生させるソースに含まれている基本繊維の数を変更することによって変化させられ得る。これは、基本繊維の各々が、一般に、約０．３ｍｍ．ｍｒａｄ．のＢＰＰを有する単一モード（mono-mode）のビームを与えるからである。結果として、繊維の数及びそれらの「バンドル」され方が、様々なＢＰＰ値を与える。次に、これら基本繊維レーザーは、様々な手段により、伝播用の光ファイバ内に入射させられる。この伝播用光ファイバの径が大きいほど、出力ビームのＢＰＰは高い。従って、所定のパワーに対して、かなりの広い範囲に亘ってＢＰＰを変化させることができ、それによって、所望のＢＰＰ、即ち、１０ｍｍ．ｍｒａｄ．未満、好ましくは１乃至８ｍｍ．ｍｒａｄ．、より好ましくは２乃至６ｍｍ．ｍｒａｄ．の本発明に従うＢＰＰを選択することができる。
このビームは、一般的に、切削すべき材料上に、２つの光学レンズを使用して集束させられる。これらレンズの特性は、所望の径のフォーカルスポット、即ち、少なくとも０．１ｍｍの集束ビーム径を被加工物上に得るように、当業者によって経験的に決定される。この径は、一般的に、伝播用ファイバの出口の径と、選択された焦点距離と、ファイバの出口でのＢＰＰとに依存する。
最終的に、平均パワー密度は、レーザービームのパワーの、このレーザービームを用いて得られるフォーカルスポットの面積に対する比であり、それ故に、フォーカルスポットの径に依存する。これらパラメータを決定することは、当業者にとって特に難しいことではない。
集束レーザービームが、常に、以下のように定義される開口角（２θ）を持つという結果になる。
ｔａｎ（θ） ＝ １／２ Ｄ／Ｆ
ここで、図２に図式的に示されているように、Ｄはレンズの表面での入射ビームの径であり、Ｆはその焦点距離である。
ここで、図２に図式的に示されているように、Ｄはレンズの表面での入射ビームの径であり、Ｆはその焦点距離である。
レーザー切削プロセスの性能は、材料によるレーザーエネルギーの吸収に直接依存する。この吸収は、切削すべき材料の性質と、レーザービームの特性，特には、上で説明したように波長であるが、ビームと切削すべき材料との間の入射角及びその偏り（polarisation）でもある，とに依存する。
例えば、図５は、入射角と偏りとに依存する、ＣＯ2レーザービーム及びＮｄ：ＹＡＧレーザービームの吸収のばらつきを示しており、これは、F. Dausinger（Stuttgart University）、“Laser with different wavelengths − implication for various applications”、ECLAT 90、 Vol. 1、3rd Conference on Laser Treatment of Materials、 p． 1-14に説明されている。
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの１．０６μｍという波長に非常に近いイッテルビウムファイバレーザーの１．０７μｍという波長は、Ｎｄ：ＹＡＧと同様の最大エネルギー吸収を示唆するが、ＣＯ2レーザーとは入射角が異なる。
切削プロセスの最中、「切削端面」（'front avant' de decoupe）と呼ばれる定常境界領域が、固体金属と液体金属との間に確立される。確立される端面は、切削の長さ全体に亘って変化しない角度αとともに、ビームの進行の速度と、その特性とに依存する。
図３に示された最大角αは、選択された最大切削速度における切削の最中に溶融金属の端面が為す角に対応した理論量として、
ｔａｎ（α） ＝ ２Ｗ0 ／ Ｅ
と定義され、ここで、２Ｗ0は集束ビームのウェストに対応し、Ｅは切削すべき被加工物の厚さに対応する。
ｔａｎ（α） ＝ ２Ｗ0 ／ Ｅ
と定義され、ここで、２Ｗ0は集束ビームのウェストに対応し、Ｅは切削すべき被加工物の厚さに対応する。
所定のレーザービームについては、切削すべき金属シート又はプレートの厚さが大きいほど、角度αは小さくなる。所定の厚さの切削すべき材料については、フォーカルスポットが大きいほど、角度αは大きくなる。
それ故に、端面に対するビームの最大入射角は、角度（α＋θ）によって定義される。この角度は、いわば、レーザービームのその中心から最も遠い光線が切削端面に対してなす角度に対応する。
切削プロセスにおける他の重要な側面は、大きなばらつきなしに、レーザーエネルギーを、材料の厚さの芯部内に分布させる能力である。ローリー長、即ち被写界深度（profondeur de champ）は、ビーム径が５％を超えて増加しない、ビームの伝播軸に沿ったウェストからの距離である。
この領域内ではエネルギー分布が著しく変化することがないことと、この値が切削すべき材料の厚さに関連するに違いないこととが考えられる。
ローリー距離Ｚｒは、以下の等式によって、ビームのＱ値であるＢＰＰと関連付けられ得る。
Ｚｒ ＝ Ｗ0 2 ／ ＢＰＰ
ここで、Ｗ0は、ウェストの位置でのビームの径である。
ここで、Ｗ0は、ウェストの位置でのビームの径である。
それ故に、切削方法を改善することが所望される場合には、Ｑ値を、それゆえ、ローリー長を考慮に入れることが最も重要である。
従って、切削プロセスを改善するのを望むべく、集束レーザービームの径φを考慮に入れることも必要であることが理解されるであろう。というのは、このパラメータは、角度αに対して、そして結果的には和α＋θによるビームの吸収に対して直接的な影響を有しているからである。
この点から、これら様々なパラメータを何よりも特に考慮に入れて、以下に述べられる比較試験が、特には以下の表に挙げられるパラメータ及び条件を採用して行われた。
これら試験を通じて、レーザービーム３を使用してステンレス鋼被加工物１０を切削するのに、図１に模式的に示された装置が使用された。この装置は、波長が１．０７μｍであるレーザービーム３を発生させるイッテルビウムドープコアを有したシリカファイバを具備した共振器２又はレーザービーム発生手段を備えた２ｋＷのレーザーソース１を具備している。
ビーム３は、場合に応じて５０μｍ又は１００μｍの径を持つ石英ガラスからなる光ファイバなどのビーム搬送手段４を通して、ビーム３と被加工物１０との間の相互作用が起こる領域１１まで伝播し、そこで、このビームが、切削すべき被加工物に当たり、前記被加工物を構成する材料を溶融させ、端面の移動によって切溝を漸次形成する。
このファイバ４を出ると、レーザービーム３は、特定の光学的特性と、当該ファイバ径に応じて、それぞれ、２又は４．２ｍｍ．ｍｒａｄ（±０．２ｍｍ．ｍｒａｄ）であるＱ値（ＢＰＰ）とを有する。次に、ビーム３は、ファイバから出て行くビームの広がりを制限し且つレーザービームを平行にするように被覆された石英ガラスからなるコリメーションダブレットを備えた光学コリメータ５を使用して平行化される。
図２及び図３に概略的に示された原理に従って、次に、平行ビーム３は、以下の表に挙げられた５ｍｍ乃至７．５ｍｍの焦点距離を有する被覆石英ガラスレンズ６によって、厚さがＥの切削すべき被加工物１０の上に又はその中へと集束される。被加工物１０に当たる前に、ビーム３はレーザーヘッド５を軸方向に通り抜ける。レーザーヘッド５は、切削すべき被加工物１０と対向して位置した軸方向出口オリフィス８を有したノズル７を備えており、ビーム３及びアシストガスが前記オリフィスを通る。ノズルのオリフィスは、０．５ｍｍ乃至５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ乃至３ｍｍであり得る。
レーザーヘッド５自身は、ガスインレット９を介して、アシストガス、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム若しくはこれらガスのうちの幾つかからなる混合物などの不活性ガスか、又は、例えば酸素などの活性ガスか、又は活性ガス／不活性ガスの混合物が供給され、使用すべきガスの選択は、切削すべき材料に依存する。
被加工物が所望の切削経路に沿ってレーザーヘッド５に対して相対移動するとき、加圧アシストガスが、被加工物１０に形成された切溝１２から溶融金属を除去するのに使用される。被加工物を定置し、切削ヘッドを移動させるといった逆の解決策は、同様の結果を与える。
他のパラメータ（Ｚｒ、ＢＰＰ、角度など）の値が、以下の表に挙げられている。
切削試験は、１．５ｍｍ乃至６ｍｍの厚さを有したステンレス鋼被加工物に対して行われた。
使用されたガスは窒素であり、これが、１．５及び２ｍｍの厚さ用の１．５ｍｍのオリフィスと、４及び６ｍｍの厚さ用の２ｍｍ径のオリフィスとを有したレーザー切削ノズルを通して、０．６乃至２５ｂａｒの様々な圧力で、ビームと被加工物とが相互作用する領域へと注入された。
得られた結果は、切削の質の点で或る良好な結果を有しており、図４にプロットされている。得られた結果についての点を超えた範囲を補外した曲線は、ｙ軸にプロットされた角度の和（α＋θ）と、ｘ軸にプロットされた切削すべき被加工物の厚さ（Ｅ）との間に密接な関係があることを示していることが分かり得る。
言い換えると、得られた結果は、以下の条件のうちの全て又は幾つかが満たされた場合のみ、１．０７μｍの波長を持つイッテルビウム「ファイバ」タイプのレーザービームソースを使用する切削が満足できるものであることを示している。
−ビームのパワーは、１乃至１００ｋＷである；
−集束パワー密度は、少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2、好ましくは１ＭＷ／ｃｍ2乃至１００ＭＷ／ｃｍ2、有利には少なくとも３ＭＷ／ｃｍ2か又は少なくとも３．２ＭＷ／ｃｍ2である；
−集束レーザービームの径（φ）は、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは０．１５乃至０．３ｍｍである；
−Ｑ値（ＢＰＰ）は、１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満、好ましくは１．５乃至６ｍｍ．ｍｒａｄである；
−角度の和（α＋θ）は、以下の変化曲線に従わなければならず、即ち、１ｍｍ乃至１５ｍｍの厚さを持つプレートについては、角度は１°乃至８°である；
−ローリー長Ｚｒは、０．１ｍｍ乃至４０ｍｍであり、Ｚｒの値は、有利には、切削すべき金属シート又はプレートの厚さＥの少なくとも半分に対応して選択される。
−集束パワー密度は、少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2、好ましくは１ＭＷ／ｃｍ2乃至１００ＭＷ／ｃｍ2、有利には少なくとも３ＭＷ／ｃｍ2か又は少なくとも３．２ＭＷ／ｃｍ2である；
−集束レーザービームの径（φ）は、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは０．１５乃至０．３ｍｍである；
−Ｑ値（ＢＰＰ）は、１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満、好ましくは１．５乃至６ｍｍ．ｍｒａｄである；
−角度の和（α＋θ）は、以下の変化曲線に従わなければならず、即ち、１ｍｍ乃至１５ｍｍの厚さを持つプレートについては、角度は１°乃至８°である；
−ローリー長Ｚｒは、０．１ｍｍ乃至４０ｍｍであり、Ｚｒの値は、有利には、切削すべき金属シート又はプレートの厚さＥの少なくとも半分に対応して選択される。
従って、一例として、バリのある切削を提供した、表に示す最後の２つのパラメータの組が挙げられ得る。分析から、それらは上述の基準を満たしておらず、特に、角度（α＋θ）と切削厚との間の対応がなく、パワー密度が低過ぎることがわかる。
Claims (11)
- レーザービームを使用して被加工物を切削する方法であって、少なくとも１つのイッテルビウム含有ファイバを含み、１乃至４μｍの波長を有しているレーザービーム発生手段を使用してレーザービームを発生させ、前記レーザービームが、
−１００ｋＷ未満のパワーと、
−少なくとも１ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度と、
−少なくとも０．１ｍｍの集束ビーム径と、
−１０ｍｍ．ｍｒａｄ未満のＱ値（ＢＰＰ）と
を有するように選択されることを特徴とする方法。 - 請求項１記載の方法であって、前記ファイバは、シリカ被覆されたイッテルビウムドープコアから形成されていることを特徴とする方法。
- 請求項１又は２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させるレーザービームは、１．０４乃至３μｍ、好ましくは１．０７μｍの波長を有することを特徴とする方法。
- 請求項１乃至３の何れか１項記載の方法であって、前記レーザーの前記Ｑ値（ＢＰＰ）は、１乃至８ｍｍ．ｍｒａｄ、好ましくは２乃至６ｍ．ｍｒａｄであることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至４の何れか１項記載の方法であって、前記レーザービームは、０．１乃至４０ｋＷ、好ましくは０．５乃至１５ｋＷのパワーを有することを特徴とする方法。
- 請求項１乃至５の何れか１項記載の方法であって、前記レーザービームは、１．５乃至２０ＭＷ／ｃｍ2のパワー密度を有することを特徴とする方法。
- 請求項１乃至６の何れか１項記載の方法であって、前記集束ビーム径は、０．１ｍｍ乃至０．５０ｍｍ、好ましくは０．１３乃至０．４０ｍｍであることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至７の何れか１項記載の方法であって、前記レーザービームは、１乃至１０ｍｍ、好ましくは２乃至７ｍｍのローリー長（Ｚｒ）を有することを特徴とする方法。
- 請求項１乃至８の何れか１項記載の方法であって、前記ビームは、０．２５°乃至５°の開口角（θ）と、前記集束レーザービームの径（２Ｗ0）を金属シート又はプレートの厚さ（Ｅ）で割ることによって定義される角度に対応した１．２５°乃至８°の角度（α）とで使用され、前記角度の和（α＋θ）が１．５°乃至８°であることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至９の何れか１項記載の方法であって、前記レーザービーム用のアシストガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、ＣＯ2及びこれらの混合物から選択され、任意に、Ｈ2及びＣＨ4から選択される１種以上の追加の化合物も含有することを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１０の何れか１項記載の方法であって、切削すべき前記被加工物は、０．２５乃至３０ｍｍ、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。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0650382A FR2897007B1 (fr) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Procede de coupage avec un laser a fibre avec controle des parametres du faisceau |
| FR0650382 | 2006-02-03 | ||
| PCT/FR2007/050673 WO2007088295A1 (fr) | 2006-02-03 | 2007-01-22 | Procede de coupage avec un laser ayant au moins une fibre a base d ' ytterbium avec controle d ' au moins del la puissance de la source laser, du diametre du faisceau focalise et du facteur qualite du faisceau |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009525189A true JP2009525189A (ja) | 2009-07-09 |
| JP5335441B2 JP5335441B2 (ja) | 2013-11-06 |
Family
ID=37074670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008552854A Expired - Fee Related JP5335441B2 (ja) | 2006-02-03 | 2007-01-22 | 少なくとも１つのイッテルビウム系ファイバを有したレーザーを使用する切削方法であって、少なくとも、レーザーソースのパワー、集束ビーム径及びビームのｑ値が制御される方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8278591B2 (ja) |
| EP (1) | EP2004360B9 (ja) |
| JP (1) | JP5335441B2 (ja) |
| CN (1) | CN101378875B (ja) |
| AT (1) | ATE502719T1 (ja) |
| CA (1) | CA2637535C (ja) |
| DE (1) | DE602007013375D1 (ja) |
| ES (1) | ES2363173T3 (ja) |
| FR (1) | FR2897007B1 (ja) |
| PL (1) | PL2004360T3 (ja) |
| WO (1) | WO2007088295A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503751A (ja) * | 2009-09-01 | 2013-02-04 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 少なくとも５ｍｍの周辺厚さを有するＺｎＳレンズを備えるレーザー集束ヘッド、およびそのような集束ヘッドを用いた方法およびレーザー切削ユニット |
| WO2013058072A1 (ja) | 2011-10-20 | 2013-04-25 | 新日鐵住金株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP2015500571A (ja) * | 2011-12-09 | 2015-01-05 | ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーションＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | レーザービームのビームパラメータ積を変動させること |
| JP2015196190A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-09 | 住友電気工業株式会社 | 金属多孔体の切断方法および金属多孔体 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2117764B1 (fr) * | 2007-02-13 | 2011-06-01 | Lasag Ag | Procede de decoupage de pieces a usiner a l'aide d'un laser pulse |
| DE102008027130A1 (de) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur trennenden Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl |
| FR2935916B1 (fr) * | 2008-09-12 | 2011-08-26 | Air Liquide | Procede et installation de coupage laser avec modification du facteur de qualite du faisceau laser |
| WO2010137475A1 (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
| FI20096110A (fi) * | 2009-10-28 | 2011-04-29 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Menetelmä materaalin työstämiseksi laserlaitteen avulla |
| US9339890B2 (en) | 2011-12-13 | 2016-05-17 | Hypertherm, Inc. | Optimization and control of beam quality for material processing |
| US9842665B2 (en) | 2013-02-21 | 2017-12-12 | Nlight, Inc. | Optimization of high resolution digitally encoded laser scanners for fine feature marking |
| KR101511006B1 (ko) * | 2013-02-22 | 2015-04-10 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 압착 단자, 압착 단자의 제조 방법 및 제조 장치 |
| CA2873768A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-24 | Linde Aktiengesellschaft | Gas assisted laser cutting method and gas supply |
| US10069271B2 (en) | 2014-06-02 | 2018-09-04 | Nlight, Inc. | Scalable high power fiber laser |
| US10310201B2 (en) | 2014-08-01 | 2019-06-04 | Nlight, Inc. | Back-reflection protection and monitoring in fiber and fiber-delivered lasers |
| JP5965454B2 (ja) * | 2014-10-14 | 2016-08-03 | 株式会社アマダホールディングス | ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法 |
| US9837783B2 (en) | 2015-01-26 | 2017-12-05 | Nlight, Inc. | High-power, single-mode fiber sources |
| US10050404B2 (en) | 2015-03-26 | 2018-08-14 | Nlight, Inc. | Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss |
| JP6025917B1 (ja) | 2015-06-10 | 2016-11-16 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ切断方法 |
| US10520671B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-12-31 | Nlight, Inc. | Fiber with depressed central index for increased beam parameter product |
| JP6743136B2 (ja) | 2015-09-24 | 2020-08-19 | エヌライト，インコーポレーテッド | ファイバ対ファイバ角度を変更することによるビームパラメータ積（ｂｐｐ）制御 |
| US11179807B2 (en) | 2015-11-23 | 2021-11-23 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
| CN108367389B (zh) | 2015-11-23 | 2020-07-28 | 恩耐公司 | 激光加工方法和装置 |
| DE102016215019C5 (de) * | 2016-08-11 | 2023-04-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Laserschneiden mit optimierter Gasdynamik |
| EP3519871A1 (en) | 2016-09-29 | 2019-08-07 | NLIGHT, Inc. | Adjustable beam characteristics |
| US10673198B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-06-02 | Nlight, Inc. | Fiber-coupled laser with time varying beam characteristics |
| US10656440B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-05-19 | Nlight, Inc. | Fiber optical beam delivery device producing output exhibiting intensity distribution profile having non-zero ellipticity |
| US10732439B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-08-04 | Nlight, Inc. | Fiber-coupled device for varying beam characteristics |
| US10673197B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-06-02 | Nlight, Inc. | Fiber-based optical modulator |
| US10730785B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-08-04 | Nlight, Inc. | Optical fiber bending mechanisms |
| US10673199B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-06-02 | Nlight, Inc. | Fiber-based saturable absorber |
| US10677984B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-06-09 | Nlight, Inc. | Production of temporally apparent intensity distribution by rapid perturbation of variable beam characteristics optical fiber |
| JP6796568B2 (ja) * | 2017-10-06 | 2020-12-09 | 株式会社アマダ | めっき鋼板のレーザ切断加工方法及びレーザ加工ヘッド並びにレーザ加工装置 |
| US20200238438A1 (en) * | 2017-10-17 | 2020-07-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser processing machine |
| EP3520945B1 (en) * | 2018-02-05 | 2021-01-13 | Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. | Laser brazing process |
| DE102019212360A1 (de) * | 2019-08-19 | 2021-02-25 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Brennschneiden mittels eines Laserstrahls |
| DE102020212088A1 (de) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Laserschneiden |
| DE102022101322A1 (de) | 2022-01-20 | 2023-07-20 | TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG | Laserschneideverfahren mit Fokuslage innerhalb einer Schneiddüse mit kleinem Mündungsdurchmesser |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11314940A (ja) * | 1999-01-06 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ファイバ |
| JP2000182420A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ファイバ照明装置 |
| JP2005082414A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Tokyo Metropolis | セラミック材の切削方法及び切削装置 |
| JP2006007619A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Aisin Seiki Co Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| JP2006513863A (ja) * | 2003-02-18 | 2006-04-27 | アドバンスド、カーディオバスキュラー、システムズ、インコーポレーテッド | 医療用植設物のためのパルス化されたファイバレーザ切断システム |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4759604A (en) * | 1985-12-20 | 1988-07-26 | Mitsubishi Cable Industries Ltd. | Optical multiconductor of silica glass type |
| GB8829818D0 (en) * | 1988-12-21 | 1989-02-15 | Ae Turbine Components | Processing of castings |
| US6208458B1 (en) * | 1997-03-21 | 2001-03-27 | Imra America, Inc. | Quasi-phase-matched parametric chirped pulse amplification systems |
| US6723090B2 (en) * | 2001-07-02 | 2004-04-20 | Palomar Medical Technologies, Inc. | Fiber laser device for medical/cosmetic procedures |
| US6760356B2 (en) * | 2002-04-08 | 2004-07-06 | The Regents Of The University Of California | Application of Yb:YAG short pulse laser system |
| CN1186861C (zh) * | 2003-01-29 | 2005-01-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 掺镱可调谐光纤激光器 |
| EP1607487B1 (en) * | 2003-03-19 | 2016-12-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Manufacturing method of a grain-oriented magnetic steel sheet excellent in magnetic characteristics |
| GB0328370D0 (en) * | 2003-12-05 | 2004-01-14 | Southampton Photonics Ltd | Apparatus for providing optical radiation |
| DE102004024475A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-01 | Lzh Laserzentrum Hannover E.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterialien |
| DE102004027625A1 (de) | 2004-06-05 | 2006-01-05 | Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg | Hochleistungs-Faserlaserverstärker und -Faserlaseroszillator |
| FR2893872B1 (fr) * | 2005-11-25 | 2008-10-17 | Air Liquide | Procede de coupage avec un laser a fibre d'acier c-mn |
| US7283714B1 (en) * | 2006-12-15 | 2007-10-16 | Ipg Photonics Corporation | Large mode area fiber for low-loss transmission and amplification of single mode lasers |
-
2006
- 2006-02-03 FR FR0650382A patent/FR2897007B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-22 WO PCT/FR2007/050673 patent/WO2007088295A1/fr active Application Filing
- 2007-01-22 EP EP07731503A patent/EP2004360B9/fr not_active Revoked
- 2007-01-22 PL PL07731503T patent/PL2004360T3/pl unknown
- 2007-01-22 CN CN2007800043128A patent/CN101378875B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-22 JP JP2008552854A patent/JP5335441B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-22 US US12/162,440 patent/US8278591B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-22 ES ES07731503T patent/ES2363173T3/es active Active
- 2007-01-22 AT AT07731503T patent/ATE502719T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-01-22 CA CA2637535A patent/CA2637535C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-22 DE DE602007013375T patent/DE602007013375D1/de active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000182420A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ファイバ照明装置 |
| JPH11314940A (ja) * | 1999-01-06 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ファイバ |
| JP2006513863A (ja) * | 2003-02-18 | 2006-04-27 | アドバンスド、カーディオバスキュラー、システムズ、インコーポレーテッド | 医療用植設物のためのパルス化されたファイバレーザ切断システム |
| JP2005082414A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Tokyo Metropolis | セラミック材の切削方法及び切削装置 |
| JP2006007619A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Aisin Seiki Co Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503751A (ja) * | 2009-09-01 | 2013-02-04 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 少なくとも５ｍｍの周辺厚さを有するＺｎＳレンズを備えるレーザー集束ヘッド、およびそのような集束ヘッドを用いた方法およびレーザー切削ユニット |
| WO2013058072A1 (ja) | 2011-10-20 | 2013-04-25 | 新日鐵住金株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| US9415465B2 (en) | 2011-10-20 | 2016-08-16 | Nippon Steel and Sumitomo Metal Corporation | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JP2015500571A (ja) * | 2011-12-09 | 2015-01-05 | ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーションＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | レーザービームのビームパラメータ積を変動させること |
| US9823422B2 (en) | 2011-12-09 | 2017-11-21 | Lumentum Operations Llc | Varying beam parameter product of a laser beam |
| KR101908079B1 (ko) * | 2011-12-09 | 2018-12-10 | 루멘텀 오퍼레이션즈 엘엘씨 | 레이저 빔의 빔 파라미터 곱을 변화시키는 장치 |
| JP2015196190A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-09 | 住友電気工業株式会社 | 金属多孔体の切断方法および金属多孔体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8278591B2 (en) | 2012-10-02 |
| DE602007013375D1 (de) | 2011-05-05 |
| CA2637535A1 (en) | 2007-08-09 |
| FR2897007A1 (fr) | 2007-08-10 |
| JP5335441B2 (ja) | 2013-11-06 |
| EP2004360B9 (fr) | 2011-09-14 |
| EP2004360A1 (fr) | 2008-12-24 |
| EP2004360B1 (fr) | 2011-03-23 |
| PL2004360T3 (pl) | 2011-10-31 |
| US20090218326A1 (en) | 2009-09-03 |
| ES2363173T3 (es) | 2011-07-22 |
| CA2637535C (en) | 2014-07-08 |
| ATE502719T1 (de) | 2011-04-15 |
| FR2897007B1 (fr) | 2008-04-11 |
| CN101378875A (zh) | 2009-03-04 |
| WO2007088295A1 (fr) | 2007-08-09 |
| CN101378875B (zh) | 2012-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5335441B2 (ja) | 少なくとも１つのイッテルビウム系ファイバを有したレーザーを使用する切削方法であって、少なくとも、レーザーソースのパワー、集束ビーム径及びビームのｑ値が制御される方法 | |
| JP5535423B2 (ja) | ファイバレーザでステンレス鋼を切削する方法 | |
| JP5535424B2 (ja) | ファイバレーザでＣ−Ｍｎ鋼を切削する方法 | |
| DK2334465T3 (en) | METHOD AND EQUIPMENT FOR LASER CUTTING THE BODY FOR MODIFICATION OF LASER BEAM QUALITY FACTOR WITH A diffractive OPTICAL COMPONENT | |
| WO2012060162A1 (ja) | 切削工具とその製造方法および製造装置 | |
| Baumeister et al. | Fiber laser micro-cutting of stainless steel sheets | |
| Verhaeghe et al. | The effect of spot size and laser beam quality on welding performance when using high-power continuous wave solid-state lasers | |
| Wandera | Laser cutting of austenitic stainless steel with a high quality laser beam | |
| Singh et al. | Review on laser beam machining process parameter optimization | |
| JP6808130B2 (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 | |
| Sona | Metallic materials processing: cutting and drilling | |
| Bayraktar et al. | Introduction to Gas and Solid State Laser Techniques in Cutting Process | |
| JP6937865B2 (ja) | ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法 | |
| Patel et al. | Characterization of effective pertinent parameters during fiber laser cutting operation | |
| Saha | Design and development of diode pump fibre laser turning set-up | |
| Hoult et al. | Addressing challenging micro-processing applications and materials with fiber lasers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100113 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120403 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120703 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130404 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20130415 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130702 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130731 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5335441 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |