JP2022007667A - 表面加工装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<表面加工装置の構成>
図1は、第1実施形態の表面加工装置を表す概略構成図である。
図1に示すように、表面加工装置10にて、制御装置15は、レーザ発振装置11を制御し、極短パルスレーザLを発振する。極短パルスレーザLは、伝送用ファイバ13によりレーザ加工ヘッド12に導かれる。ここで、極短パルスレーザLは、極短パルスレーザLのビーム径または焦点距離が調整されることで、ピークエネルギー密度が調整される。具体的に、極短パルスレーザLのピークエネルギー密度を加工対象物100(母材101)の材料特性に応じて加工対象物100の減肉に影響がなく、且つ、付着物102を除去可能な予め設定された所定のピークエネルギー密度範囲に調整する。極短パルスレーザLのピークエネルギー密度を調整するとき、母材101の表面から除去する付着物102の厚さも考慮する。
図5は、第2実施形態の表面加工装置を表す概略構成図である。なお、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図9は、第3実施形態の表面加工装置を表す概略構成図である。なお、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
第1の態様に係る表面加工装置は、加工対象物100の表面にレーザを照射して付着物102を除去する表面加工装置10,10A,10Bにおいて、極短パルスレーザLを照射可能なレーザ発振装置11と、極短パルスレーザLのピークエネルギー密度を調整可能なビーム分布調整装置とを備える。
11 レーザ発振装置
12 レーザ加工ヘッド
13 伝送用ファイバ
14 移動装置(支持装置)
15 制御装置
21 集光光学系(ビーム分布調整装置)
22 ガルバノモータ
23 加工ノズル
24 偏光板(偏光部材)
25 ビーム成形装置
26 回折光学素子
27 アパーチャ
31 空気噴出装置
32 回収装置
33 冷却装置
41 圧縮空気供給源
42 清浄用フィルタ
100 加工対象物
101 母材
102 付着物
L 極短パルスレーザ
Claims (11)
- 加工対象物の表面にレーザを照射して付着物を除去する表面加工装置において、
極短パルスレーザを照射可能なレーザ発振装置と、
前記極短パルスレーザのピークエネルギー密度を調整可能なビーム分布調整装置と、
を備える表面加工装置。 - 前記ビーム分布調整装置は、前記極短パルスレーザのピークエネルギー密度を前記加工対象物の材料特性に応じて前記加工対象物の減肉に影響がなく且つ所定深さだけ前記付着物を除去可能な予め設定された所定のピークエネルギー密度範囲に調整する、
請求項1に記載の表面加工装置。 - 前記ビーム分布調整装置は、前記極短パルスレーザのビーム径と焦点距離の少なくともいずれか一つを調整することで前記ピークエネルギー密度を調整する、
請求項1または請求項2に記載の表面加工装置。 - 前記ビーム分布調整装置は、集光光学系を有する、
請求項3に記載の表面加工装置。 - 前記極短パルスレーザのビームを偏光可能な偏光部材を有する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の表面加工装置。 - 前記極短パルスレーザは、ガウシアンビームであって、前記ガウシアンビームを回折および干渉することによりピーク値を平坦に成形すると共にビーム径を縮小するビーム成形装置を有する、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の表面加工装置。 - 前記ビーム成形装置は、前記加工対象物の照射位置での前記極短パルスレーザのビーム形状を矩形状に成形する、
請求項6に記載の表面加工装置。 - 前記レーザ発振装置にレーザ伝送用ファイバを介してレーザ加工ヘッドが連結され、前記レーザ加工ヘッドは、前記加工対象物におけるレーザ照射位置に空気を噴出する空気噴出装置と、前記加工対象物から除去した前記付着物を回収する回収装置とが連結される、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の表面加工装置。 - 前記レーザ発振装置にレーザ伝送用ファイバを介してレーザ加工ヘッドが連結され、前記レーザ加工ヘッドを走査方向に沿って移動可能な支持装置が設けられ、前記支持装置を制御可能な制御装置が設けられる、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の表面加工装置。 - 前記加工対象物は、低融点材料である、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の表面加工装置。 - 加工対象物の表面にレーザを照射して付着物を除去する表面加工方法において、
極短パルスレーザのピークエネルギー密度を前記加工対象物の材料特性に応じて前記加工対象物の減肉に影響がなく且つ前記付着物のみ除去可能な予め設定された所定のピークエネルギー密度範囲に調整する工程と、
前記加工対象物の表面に前記極短パルスレーザを照射する工程と、
を有する表面加工方法。
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