JP2022025851A - 加工システムおよび加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態においては、複数層からなる複合部材に対する加工について説明する。図1は、加工対象となる複合部材およびその加工の様子を示す図である。図1(A)に示す複合部材は、材料BからなるB部材51Bと、B部材51Bの外周に設けられた材料AからなるA部材51Aと、A部材51Aの端部に設けられたバリ43とを有する。例えば、A部材51Aは、B部材51Bの端部に組み込まれた金型に溶融樹脂を流し込むことにより形成される。例えば、このような製法によれば、A部材51Aの端部に沿ってバリ43が生じ得る。
図2は、レーザ加工部(レーザ加工機構部、レーザ加工装置)の構成を示す図である。(A)は斜視図、(B)は上面図である。
図3は、ナイフ加工部(ナイフ加工機構部、ナイフ加工装置)の構成を示す図である。
図4は、実施の形態1の加工システムの一例を示す概略構成図である。図4に示すように、加工システム(制御ユニット)10は、加工対象物である複合部材の情報を取得する部材情報取得部110と、加工条件を設定し、加工可否を判定する加工条件設定・加工可否判定部(加工方法設定部)120と、加工可否の判定結果に基づき加工条件を算出するレーザ加工条件算出部130とを有する。
図5は、加工条件設定・加工可否判定に対応するグラフである。縦軸は、加工エネルギ(μJ)を示し、横軸は、レーザ波長(nm)を示す。なお、以下の説明においては、加工対象となる部材(加工対象層)は、上層のA部材である。
図8は、加工条件設定・加工可否判定に対応するグラフである。縦軸は、加工品質評価値を示し、横軸は、レーザ波長(nm)を示す。
次いで、本実施の形態の加工システムを用いた加工ステップをアルゴリズムフローに基づいて説明する。
本実施の形態においては、実施の形態1の応用例について説明する。
実施の形態1(図1等)においては、B部材51B上のバリ43の除去を例に説明したが、加工対象はこれに限定されるものではなく、積層体において、特定の層の一部を除去する加工を行うことで、複合部材に所定の形状や機能が付与する処理に実施の形態1の加工システムを適用することができる。
実施の形態1においては、遮蔽板21をB部材51Bに対するレーザによるダメージを防止する部材として利用しているが、加工部(ここでは、バリ43)がB部材51Bに張り付いている場合に、B部材51Bから加工部(ここでは、バリ43)をはがすためのはがし動作に遮蔽板21を使用してもよい。
実施の形態1においては、遮蔽板21をB部材51Bがナイフ801で傷つくことを防止する部材として利用しているが、加工部(ここでは、バリ43)がB部材51Bに張り付いている場合に、B部材51Bから加工部(ここでは、バリ43)をはがすためのはがし動作に遮蔽板21を使用してもよい。
実施の形態1(図2)においては、B部材51Bとその上のバリ43との間に遮蔽板21を挿入しレーザ加工を行ったが、あらかじめB部材51Bとバリ43との間に遮蔽層を設けておきB部材51Bに対するレーザによるダメージを防止してもよい。
実施の形態1においては、レーザ加工が不可の場合の加工手段としてナイフ加工を例示したが、B部材51B上のバリ43のような特定の層の一部を除去することが可能な加工手段であれば他の加工手段を用いてもよい。
Claims (17)
- 複数層からなる加工対象物の加工を行う加工システムであって、
第1加工機構部と、
加工方法設定部と、を有し、
前記第1加工機構部は、レーザ照射部と、遮蔽板とを有し、
前記加工方法設定部は、前記遮蔽板の挿入要否と加工条件とを決定する、加工システム。 - 請求項1に記載の加工システムにおいて、
前記加工方法設定部は、加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層と、前記遮蔽板とのレーザ波長に対する最小加工エネルギから、
(a1)前記遮蔽板を用いない加工が可能、
(a2)前記遮蔽板を用いる加工が可能、
(a3)加工不可、
のいずれかの判断を行う、加工システム。 - 請求項2に記載の加工システムにおいて、
第2加工機構部を有し、
前記(a3)の場合に、前記加工方法設定部は、前記第2加工機構部による加工対象物の加工を選択する、加工システム。 - 請求項3に記載の加工システムにおいて、
前記第2加工機構部は、ナイフ加工部である、加工システム。 - 請求項2に記載の加工システムにおいて、
前記レーザ照射部は、レーザ光の波長を切り換え可能であり、
前記(a1)の場合に、前記加工方法設定部は、前記加工対象層と前記下地層のレーザ波長に対する最小加工エネルギの比である加工エネルギ比が最も大きいレーザ波長を選択する、加工システム。 - 請求項5に記載の加工システムにおいて、
前記(a1)の場合に、前記加工方法設定部は、前記加工対象層の最小加工エネルギと、前記下地層の最小加工エネルギとの和の1/2を加工エネルギとして選択する、加工システム。 - 請求項2に記載の加工システムにおいて、
前記レーザ照射部は、レーザ光の波長を切り換え可能であり、
前記(a2)の場合に、前記加工方法設定部は、前記加工対象層と前記遮蔽板のレーザ波長に対する最小加工エネルギの比である加工エネルギ比が最も大きいレーザ波長を選択する、加工システム。 - 請求項7に記載の加工システムにおいて、
前記(a2)の場合に、前記加工方法設定部は、前記加工対象層の最小加工エネルギと、前記遮蔽板の最小加工エネルギとの和の1/2を加工エネルギとして選択する、加工システム。 - 請求項1に記載の加工システムにおいて、
前記加工方法設定部は、加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層と、前記遮蔽板とのレーザ波長に対する加工品質評価値、および前記加工対象層と、前記下地層と、前記遮蔽板の加工品質評価値の下限から、
(a1)前記遮蔽板を用いない加工が可能、
(a2)前記遮蔽板を用いる加工が可能、
(a3)加工不可、
のいずれかの判断を行う、加工システム。 - 請求項9に記載の加工システムにおいて、
第2加工機構部を有し、
前記(a3)場合に、前記加工方法設定部は、前記第2加工機構部による加工対象物の加工を選択する、加工システム。 - 請求項10に記載の加工システムにおいて、
前記第2加工機構部は、ナイフ加工部である、加工システム。 - レーザ照射部と、遮蔽板とを有する第1加工機構部と、加工方法設定部と、を有する加工システムを用いた複数層からなる加工対象物の加工を行う加工方法であって、
(a)加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層と、前記遮蔽板の部材情報取得工程と、
(b)前記加工方法設定部において加工可否判断を行う工程と、
を有し、
前記(b)工程は、
(b1)前記遮蔽板を用いない加工が可能、
(b2)前記遮蔽板を用いる加工が可能、
(b3)加工不可、
のいずれかの判断を行う工程である、加工方法。 - 複数層からなる加工対象物の加工を行う加工方法であって、
(a)加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層とを有する前記加工対象物を準備する工程と、
(b)加工可否判断を行う工程と、
(c)前記加工対象層を加工する工程と、
を有し、
前記(b)工程において、
(b1)遮蔽板を用いない加工が可能、
(b2)前記遮蔽板を用いる加工が可能、
(b3)加工不可、
のいずれかの判断を行い、
前記(b1)工程の場合に、
(c1)前記加工対象層にレーザ照射部からレーザを照射することにより、前記加工対象層を加工し、
前記(b2)工程の場合に、
(c2)前記加工対象層と、前記下地層との間に前記遮蔽板を挿入した状態で前記加工対象層に前記レーザ照射部からレーザを照射することにより、前記加工対象層を加工する、加工方法。 - 請求項13に記載の加工方法において、
前記(b3)工程の場合に、
(c3)前記加工対象層にナイフ加工を施すことにより、前記加工対象層を加工する、加工方法。 - 請求項13に記載の加工方法において、
前記レーザ照射部は、レーザ光の波長を切り換え可能であり、
前記(c1)工程において、前記加工対象層と前記下地層のレーザ波長に対する最小加工エネルギの比である加工エネルギ比が最も大きいレーザ波長を選択し、
前記(c2)工程において、前記加工対象層と前記遮蔽板のレーザ波長に対する最小加工エネルギの比である加工エネルギ比が最も大きいレーザ波長を選択する、加工方法。 - 請求項13に記載の加工方法において、
前記(c1)工程において、前記加工対象層の最小加工エネルギと、前記下地層の最小加工エネルギとの和の1/2を加工エネルギとして選択し、
前記(c2)工程において、前記加工対象層の最小加工エネルギと、前記遮蔽板の最小加工エネルギとの和の1/2を加工エネルギとして選択する、加工方法。 - 請求項13に記載の加工方法において、
前記(b)工程は、前記加工対象層と、前記下地層と、前記遮蔽板とのレーザ波長に対する加工品質評価値、および前記加工対象層と、前記下地層と、前記遮蔽板の加工品質評価値の下限から、
前記(b1)、前記(b2)または前記(b3)のいずれかの判断を行う、加工方法。
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