JP2014514164A - レーザベースのマーキングの方法及び装置 - Google Patents

レーザベースのマーキングの方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014514164A
JP2014514164A JP2014509273A JP2014509273A JP2014514164A JP 2014514164 A JP2014514164 A JP 2014514164A JP 2014509273 A JP2014509273 A JP 2014509273A JP 2014509273 A JP2014509273 A JP 2014509273A JP 2014514164 A JP2014514164 A JP 2014514164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
workpiece
lasers
marking
laser system
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
Application number
JP2014509273A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6038889B2 (ja
Inventor
ジョセフ・ダラロサ
アンドレイ・ネメラ
Original Assignee
アイピージー フォトニクス コーポレーション
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 アイピージー フォトニクス コーポレーション filed Critical アイピージー フォトニクス コーポレーション
Publication of JP2014514164A publication Critical patent/JP2014514164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6038889B2 publication Critical patent/JP6038889B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • B23K26/02—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
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0619—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams with spots located on opposed surfaces of the workpiece
    • 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
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics
    • 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
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • 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
    • B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
    • 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
    • B23K26/362—Laser etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02—Thermal after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12—Copper or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0838—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02—Thermal after-treatment
    • B29C2071/022—Annealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used recording or marking of inorganic surfaces or materials, e.g. glass, metal, or ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

薄い被加工物をマーキングする方法は、被加工物の変形を防止するように設計されている。被加工物の両面を熱処理するように、両面のそれぞれに複数のレーザが面している。レーザは、同期して動作することができ、それぞれの放出されるビームが互いに位置合わせされる。結果として、被加工物は、マーキングの終了に際して変形の徴候を示さない。被加工物は、プラスチック又は金属のいずれかで製作され、2ミリメートル以下の厚さを有する。レーザは、それぞれ、ファイバレーザ又はガスレーザのいずれかとして構成されている。マーキングは、均一に、又は不均一に構成されているレーザによって遂行され得て、焼きなまし、彫刻及びアブレートを含む。マーキングは、同期して、又は順次に遂行することができる。複数面マーキングは、より制御された、又は所望のやり方で、表面の「歪み」をもたらすのにも用いることができる。

Description

本開示は、金属及びプラスチックの被加工物の、レーザによって発生される熱処理に関する。具体的には、本開示は、薄い金属及びプラスチックシートにマーキングするための、レーザベースの方法及びレーザシステムに関する。
マーキングは、一般に、当業者に周知の焼なまし、彫刻及びアブレートの技法を含めて広く用いられている用語である。ファイバレーザの焼きなましは、材料を除去したり損なったりすることなく、熱で誘起された恒久的なマークを生成する(カラーマーキングは、実際に酸化物層を形成し、したがってマーキングされた材料にさまざまな色をもたらす)。
産業の市場では、入手可能性と速さを結合するやり方で、一意的な識別子を伴って金属及びプラスチックを容易にマーキングする方法が必要とされている。この必要性は、一般にレーザによって、特にファイバレーザによって首尾よく満たされる。
マーキングに用いられる主要なレーザ技術には、ファイバレーザ、Nd:YAG及びNd:YVO4の3つがある。3つの技術のすべての波長は同一であって、1064nmの近くで変動するが、システムの特性及びもたらされるビームは顕著に異なり得る。最も大きな相違の1つには、実質的にかなりの保守整備を必要とすることのないファイバレーザに対して必要な保守整備がある。
ステンレス鋼などの薄い金属及びプラスチックにマーキングすると、処理される被加工物が変形することが示されている。例えば、ステンレス鋼は、広告用材料、トロフィーのマーキング並びに工業用途の多種多様な目的のためにマーキングされる。後者では、大抵の場合、薄い金属製平板上に、所与の製品又は製造業者に関連した記章を与える必要がある。被加工物は、高温で処理されると変形する傾向がある。これは、マーキングされた製品の美術的な魅力が消失するので、もちろん容認できることではない。
米国特許第7,763,179号
したがって、薄い金属及びプラスチックの変形が、少なくとも最小化され、好ましくは完全に解消される実現可能なレーザベースのマーキングプロセスが必要とされている。
開示されるプロセスを実行するように機能するレーザシステムが、さらに必要とされている。
開示されるプロセス及び装置によって、これらの要求が満たされる。具体的には、本開示は、処理される被加工物の両面を加熱しながら片面にマーキングすることを教示する。実験により、開示される方法によって処理された金属及びプラスチックの薄い被加工物には、顕著な変形の徴候が見られないことが明らかになった。
したがって、開示される方法は、被加工物の片面にマーキングするように指定された領域を判断するステップを用意する。次いで、2つのレーザが、被加工物の一方の面と他方の面とにそれぞれ面して、互いに位置合わせされる。最後に、一方のレーザが、表面(the one, face side)にマークを形成することを受け持ち、他方のレーザが、被加工物の、表面(the one side)の走査可能な領域から真向かいの(across from)、裏面(the other, back side)の領域を照射する。
開示される方法を実行するのに使用される開示されるレーザシステムは、2つのレーザを支持する、種々に構成されたXYプロッタタイプの機構を含んでいる。処理される被加工物は、2つのレーザの間に取り付けられる。2つのレーザが、互いに対して、また、金属プレートに対して変位可能であるか、もしくは、反対に、金属プレートが、位置合わせされた2つのレーザに対して目標位置まで変位可能であるか、又は、位置合わせされた2つのレーザ及び被加工物のすべてが、互いに対して変位可能である。システムは、被加工物を変形させることなく所望のマークを生成するために、プロセスのパラメータを監視して安定化させ、かつ機構を操作するように機能するコントローラを有してさらに構成されている。
開示された方法及び構造の、上記の特徴及び利点並びにその他の特徴及び利点が、以下の図面を伴う以下の説明から容易に明らかになるであろう。
本開示によって構成された例示のレーザベースのマーキングシステムの概略図である。
図1は、2つのレーザシステム12及び14をそれぞれ含む、例示的システム10の概略図を示す。2つのレーザは、好ましくはファイバレーザとして構成されるが、ガスレーザなどの他のレーザの構成も開示された方法を実行することができる。レーザの構成は、好ましくは均一であるが、本開示の範囲には、以下に開示される条件を満たすときの別々の構成も含まれる。
レーザ12とレーザ14の間に、それぞれの光路に沿って配置されている取付け台18は、それぞれがプラスチック又は金属から製作された薄いモノリシックの被加工物16の支持体として機能するさまざまな構成を有することができる。システム10は水平な平面で機能するように示されているが、他の構成は、設計の容易に分かる選択である。例えば、レーザ12とレーザ14は、垂直な平面において互いに対して配置されてもよい。被加工物16は、すべてが数十から数百ミリメートルもの厚さとわずか約2mmの厚さの間の共通の厚さを有する無限の形状及び形態を有してよい。慣例が示すように、2mmより厚い金属の被加工物は、一般にマーキングの間に変形しない。被加工物16は、金属製の場合には、とりわけチタン、アルミニウム、黄銅、銅、及び炭素含有金属を含んでよい。
市場は、ステンレス鋼などの金属のカラーマーキングを必要とすることが多い。後者のマーキングは、表面酸化現象に関連する。焼きなましは、通常、例えば彫刻より遅い走査速度で行なわれる。速度が遅いほど、被加工物16が吸収する熱量は大きくなる。一般に、暗色のマーキングが必要なとき、温度は、一般に明色のマーキング用のものより高い。しかし、被加工物16には、高温で高い熱応力がかかり、被加工物16の変形が生じる恐れがある。
開示によれば、被加工物16の両面を加熱することにより、変形が最小化される。知られているように、レーザマーキングで最も重要なパラメータは、パルスレーザを利用する場合には、とりわけ、焦点の直径、被加工物上のパワー、マーキング速度、ライン間隔、繰返し速度、マーキングの方向及びパルス長である。上記で列挙されたパラメータ及び他のパラメータのすべてが、実験的に、また理論的に収集されて中央処理装置(「CPU」)24に格納される。
プラスチックの被加工物の両面の熱処理は、米国特許第7,763,179号から知られている。しかし、この開示とは対照的に、従来技術は、薄い被加工物の変形の問題に対処せず、別々のパターンでプラスチックIDカードの両面を彫刻することを教示している。
システム10の構成の1つによれば、レーザ12及び14は、それぞれ同期して動作する。これらのレーザは、均一に構成されている場合には、被加工物16に対して均一な焦点距離で配置され、同一のパワーと、均一なマーキング速度及び均一な繰返し速度及びパルス長を伴う同一の走査パターンとを有する。レーザ12及び14は、それぞれのアクチュエータ20及び22を有し、これらのアクチュエータは、主として被加工物16と各レーザの間の距離に関与するが、必要に応じてXY平面で変位することができる。取付け台18は、XY平面においていくつかの自由度を有してもよい。
好ましくは、どちらのレーザも、ガウスビームをトップハットビーム(top hat beam)に変更する簡単なビームホモジナイザがそれぞれ備わっているシングルモードYbファイバレーザである。あるいは、レーザ12及び14は、複数のモードに対応するコアを有する、Ybなどのアクティブなファイバに基づくものでよい。さらに、これらのレーザは、CW又はパルス方式(pulsed regime)で動作してよい。
あるいは、レーザ12及び14のうちの一方が、他方のレーザの前に、又は後に動作を開始してよい。好ましくは、被加工物16が周囲温度まで冷える前に、レーザの非同期動作が行なわれる。レーザは、ファイバレーザ及び固体レーザ、ガスレーザなどに別々に構成されてよく、互いに異なる類似のパラメータを有してよい。被加工物16の両面を処理するのに、別々のタイプのレーザの組合せを利用することが可能である。
ビームの配送は、2つの周知の方法で設計されてよい。第1の技法は、XYプロッタ装置に取り付けられている1組のミラー及びレンズを動かすことによって達成されるものである。この技法は、ミラー及び焦点レンズが2次元空間で動くので、「フライングオプティクス(flying optics)」システムと称される。もう1つの技法は、1組のガルバノメータを使用するものであり、「ガルバノメータ(galvo)」システムと称される。各ガルバノメータは、ミラーが貼付されており、互いに90度の角度で配置されている。レーザビームは、ガルバノメータ組立体に向けられ、ここで第1及び第2のミラーから連続的に反射され、次いで、入力ビームに対して90°の角度での被加工物上に入射するように、集束レンズ(存在する場合)を通って出る。出力レーザビームは、ガルバノメータ組立体のミラーを回転させることにより、XY平面において被加工物上に位置決めされる。
前述の説明及び実例は、本開示を単に説明するために示されており、限定するように意図されたものではない。したがって、開示は、添付の特許請求の範囲の範囲内の変形形態をすべて含むように広義に解釈されるべきである。
10 システム
12 レーザ
14 レーザ
16 被加工物
18 取付け台
20 アクチュエータ
22 アクチュエータ
24 中央処理装置

Claims (15)

  1. 被加工物を熱処理する方法であって、
    第1のレーザで発生されるビームによって前記被加工物の表面の所定の領域にマーキングするステップと、
    前記金属の被加工物の変形を最小化するように、第2のレーザで発生されるビームを用いて、前記表面の所定の領域の真向かいの前記被加工物の裏面の領域を加熱するステップであって、前記被加工物が約2ミリメートル以内の厚さを有する金属又はプラスチックであるステップとを含む方法。
  2. 第1及び第2のレーザで発生され、位置合わせされたそれぞれのビームによって、表面及び裏面のそれぞれの前記マーキング及び加熱が同時にもたらされる請求項1に記載の方法。
  3. 前記マーキングと加熱が順次に行なわれる請求項1に記載の方法。
  4. 前記レーザで発生されるビームが、それぞれのファイバレーザ又はガスレーザによって放出される請求項1に記載の方法。
  5. 前記ファイバレーザのそれぞれが、CWレーザ及びパルスレーザから成るグループから選択され、前記ファイバレーザが、均一に、又は不均一に構成されたマーキング及び加熱をそれぞれもたらす請求項4に記載の方法。
  6. 焦点の直径、被加工物上のパワー、マーキング速度、ライン間隔、繰返し速度、マーキングの方向及びパルス長、並びにそれらの組合せから成るグループから選択されたレーザパラメータを制御するステップをさらに含む請求項4に記載の方法。
  7. 前記マーキングするステップが、前記被加工物を、焼きなますステップ、彫刻するステップ、又はアブレートするステップを含む請求項4に記載の方法。
  8. 被加工物を熱処理するためのレーザシステムであって、
    2mm以内の厚さを有する金属又はプラスチックから構成された被加工物を支持する取付け台と、
    熱処理中に前記被加工物の実質的な変形を伴うことなく前記被加工物をマーキングするために、前記被加工物の表面及び裏面それぞれに面して、それぞれのビームを放出するように機能する複数のレーザとを備えるレーザシステム。
  9. 機械可読媒体を備えて前記複数のレーザ及び前記取付け台に結合されたコントローラをさらに備える請求項8に記載のレーザシステム。
  10. 前記コントローラが、前記複数のレーザにエネルギーを同時に与えて同期して動作させ、互いに位置合わせされたそれぞれのビームを放出させるように機能する請求項9に記載のレーザシステム。
  11. 前記コントローラが、前記複数のレーザにエネルギーを同時に互いに与えて同期した動作をさせるように機能する請求項9に記載のレーザシステム。
  12. 前記コントローラが、焦点の直径、被加工物上のパワー、マーキング速度、ライン間隔、繰返し速度、マーキングの方向及びパルス長、並びにそれらの組合せから成るグループから選択されたレーザパラメータを制御することによって前記レーザの動作を監視するように機能する請求項9に記載のレーザシステム。
  13. それぞれ前記被加工物の前記表面及び裏面を加熱する前記レーザが、CWレーザ及びパルスレーザから成るグループから選択され、前記ファイバレーザのそれぞれが、ファイバレーザ又は固体レーザ又はガスレーザから選択され、それぞれマーキング及び加熱をもたらす請求項8に記載のレーザシステム。
  14. それぞれ前記被加工物の前記表面及び裏面を熱処理する前記レーザが、均一に、又は別々に構成されている請求項13に記載のレーザシステム。
  15. 前記レーザが、前記被加工物を焼きなます、彫刻する、又はアブレートするように機能する請求項8に記載のレーザシステム。
JP2014509273A 2011-05-02 2011-05-02 レーザベースのマーキングの方法及び装置 Expired - Fee Related JP6038889B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2011/034778 WO2012150926A1 (en) 2011-05-02 2011-05-02 Laser-based marking method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014514164A true JP2014514164A (ja) 2014-06-19
JP6038889B2 JP6038889B2 (ja) 2016-12-07

Family

ID=47107969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014509273A Expired - Fee Related JP6038889B2 (ja) 2011-05-02 2011-05-02 レーザベースのマーキングの方法及び装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9636776B2 (ja)
EP (1) EP2704872B1 (ja)
JP (1) JP6038889B2 (ja)
KR (2) KR101599869B1 (ja)
CN (1) CN103534055B (ja)
WO (1) WO2012150926A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059617A1 (ko) * 2017-09-22 2019-03-28 주식회사 엘지화학 레이저 송출 특성 값 결정방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9815139B2 (en) * 2014-01-22 2017-11-14 Siemens Energy, Inc. Method for processing a part with an energy beam
CN106298563B (zh) * 2015-05-14 2019-12-20 比亚迪股份有限公司 用于对晶圆进行检测的装置和方法以及制备硅晶片的方法
WO2017207179A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Dover Europe Sarl Systems and method for generating laser markings on metallised substrates
CN107138857B (zh) * 2017-05-08 2019-03-05 广东工业大学 一种双激光束自动补偿同步校形与强化装置及方法
KR102441811B1 (ko) * 2021-04-14 2022-09-08 (주)논스톱테크 진공 청소기
CN114985945B (zh) * 2022-05-19 2024-02-20 深圳市铭镭激光设备有限公司 图案标刻方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156885A (en) * 1981-03-23 1982-09-28 Amada Eng & Service Method of boring thick plate in laser working machine and its cooling method
GB2315445A (en) * 1996-07-20 1998-02-04 British Aerospace Method and apparatus for laser ablation
JP2002255581A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Seiko Epson Corp 基板割断方法、基板割断装置および液晶パネルの製造方法
JP2003340577A (ja) * 2002-05-24 2003-12-02 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd レーザ加工装置
JP2004017104A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Kowa Co レーザーマーカ

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689467A (en) * 1982-12-17 1987-08-25 Inoue-Japax Research Incorporated Laser machining apparatus
DE3728622C1 (de) * 1987-08-27 1988-05-19 Daimler Benz Ag Kennzeichnung von industriellen Erzeugnissen oder Einzelteilen davon
DE4234342C2 (de) * 1992-10-12 1998-05-14 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlung
KR100255689B1 (ko) * 1993-05-27 2000-05-01 윤종용 반도체 레이져 소자 및 그 제조방법
JP3348334B2 (ja) * 1995-09-19 2002-11-20 ソニー株式会社 薄膜半導体装置の製造方法
JPH09252069A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Mitsubishi Electric Corp タイバー切断方法及びタイバー切断装置
US5855969A (en) * 1996-06-10 1999-01-05 Infosight Corp. CO2 laser marking of coated surfaces for product identification
US6208458B1 (en) * 1997-03-21 2001-03-27 Imra America, Inc. Quasi-phase-matched parametric chirped pulse amplification systems
DE60036078T2 (de) * 1999-11-11 2008-05-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Markierung einer anodisierten schicht eines aluminiumgegenstandes
JP2004122233A (ja) * 2000-08-28 2004-04-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザマーキング装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材
JP4176968B2 (ja) * 2001-02-14 2008-11-05 富士通株式会社 レーザ曲げ加工方法及びレーザ曲げ加工装置
SG122749A1 (en) * 2001-10-16 2006-06-29 Inst Data Storage Method of laser marking and apparatus therefor
TWI289896B (en) * 2001-11-09 2007-11-11 Semiconductor Energy Lab Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing a semiconductor device
DE10217678A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-06 Fraunhofer Ges Forschung Laser-Materialbearbeitung mit hybriden Prozessen
US6829517B2 (en) * 2002-07-25 2004-12-07 Matsushita Electronic Industrial Co., Ltd. Computer system for use with laser drilling system
US6804574B2 (en) * 2002-07-25 2004-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of using a computer with a laser drilling system
JP4037815B2 (ja) * 2003-09-29 2008-01-23 オムロンレーザーフロント株式会社 レーザダイオードモジュール、レーザ装置、及びレーザ加工装置
US7436423B2 (en) * 2005-05-23 2008-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus and method of making a grayscale photo mask and an optical grayscale element
CN2920510Y (zh) * 2006-04-05 2007-07-11 上海久元拉丝模有限公司 用于拉丝模模孔激光同轴成形技术的旋转工作台
JP4775313B2 (ja) * 2007-05-01 2011-09-21 セイコーエプソン株式会社 レーザ切断方法
JP5211062B2 (ja) * 2007-10-31 2013-06-12 パナソニック株式会社 ファイバレーザ光源
GB2457720A (en) * 2008-02-23 2009-08-26 Philip Thomas Rumsby Method for laser processing on the opposite sides of thin transparent substrates
US8440933B2 (en) * 2009-04-17 2013-05-14 University Of Connecticut Systems and methods for enhanced control of laser drilling processes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156885A (en) * 1981-03-23 1982-09-28 Amada Eng & Service Method of boring thick plate in laser working machine and its cooling method
GB2315445A (en) * 1996-07-20 1998-02-04 British Aerospace Method and apparatus for laser ablation
JP2002255581A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Seiko Epson Corp 基板割断方法、基板割断装置および液晶パネルの製造方法
JP2003340577A (ja) * 2002-05-24 2003-12-02 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd レーザ加工装置
JP2004017104A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Kowa Co レーザーマーカ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059617A1 (ko) * 2017-09-22 2019-03-28 주식회사 엘지화학 레이저 송출 특성 값 결정방법
US11772197B2 (en) 2017-09-22 2023-10-03 Lg Energy Solution, Ltd. Laser transmission characteristic value determination method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012150926A1 (en) 2012-11-08
US9636776B2 (en) 2017-05-02
EP2704872B1 (en) 2020-07-15
CN103534055B (zh) 2016-05-04
CN103534055A (zh) 2014-01-22
US20160158885A1 (en) 2016-06-09
EP2704872A1 (en) 2014-03-12
JP6038889B2 (ja) 2016-12-07
KR20140094005A (ko) 2014-07-29
KR101599869B1 (ko) 2016-03-07
EP2704872A4 (en) 2014-09-24
KR20140000998U (ko) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6038889B2 (ja) レーザベースのマーキングの方法及び装置
JP5465170B2 (ja) 透明な加工品の表面に構造体を組み込む方法
JP5985834B2 (ja) 切替え可能なレーザシステムを有するレーザ加工装置及びレーザ加工方法
US20170326688A1 (en) Laser-based modification of transparent materials
JP2006176403A (ja) 切断ゾーンを開始する方法
US20110132885A1 (en) Laser machining and scribing systems and methods
KR20150097475A (ko) 레이저 미세기계가공에 의한 이미지 형성 방법
JP2006315031A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
EP3359324A1 (en) Method of laser preparation of a coated substrate to be laser cut
WO2017125497A1 (en) Laser texturing of steel strip
EP3511106B1 (en) Laser based machining of glass material
US20090039060A1 (en) Lasercutting With Scanner
CN104384727A (zh) 光纤激光加工氧化铝陶瓷的装置及其方法
WO2020239857A1 (en) Laser hole drilling apparatus and method
CN206105146U (zh) 一种激光精密加工光路
JP2004042140A (ja) 薄膜除去方法及び装置
JP5510806B2 (ja) レーザ加工方法
Mincuzzi et al. Beam engineering strategies for high throughput, precise, micro-cutting by 100 W, femtosecond lasers
JPH07116869A (ja) レーザ刻印方法
JP2016513359A (ja) 半導体基板を通過する中赤外レーザ光の透過による熱処理
JP2014504249A (ja) 直角に集積された切断装置
Kumar et al. Introduction to Optics and Laser-Based Manufacturing Technologies
Gillner et al. Multi parallel ultrashort pulse laser processing
JP2009229686A (ja) 形状可変ミラーおよびその形状可変ミラーを用いたレーザ加工装置
EP4159357A1 (en) Method of and apparatus for cutting a substrate or preparing a substrate for cleaving

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150717

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20151019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160606

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160906

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: 20161003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161102

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6038889

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees