JP2794589B2 - セラミックスのレーザ加工法 - Google Patents
セラミックスのレーザ加工法Info
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- JP2794589B2 JP2794589B2 JP1072297A JP7229789A JP2794589B2 JP 2794589 B2 JP2794589 B2 JP 2794589B2 JP 1072297 A JP1072297 A JP 1072297A JP 7229789 A JP7229789 A JP 7229789A JP 2794589 B2 JP2794589 B2 JP 2794589B2
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- ceramics
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- ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザによるセラミックスの加工法に関す
る。
る。
（従来の技術） 従来、レーザを用いてセラミックスを加工する際に
は、レーザより導出したレーザビームをレンズを用いて
セラミックスの表面に集光する事により、加工を実施し
ている。レーザ加工装置の概略は、第１図に示すとおり
で、レーザ本体１から水平方向に発したレーザビーム２
はベンディングミラー３でその方向を垂直に変え、レン
ズ４を介してＸ−Ｙ−Ｚテーブル８の上に設置された被
加工物のセラミックス10の表面に集光照射され加工され
るようになっている。なおサイドノズル７はセラミック
ス加工の際溶融物の除去のためAr等のガスを加工点に吹
き付けるためのものである。
は、レーザより導出したレーザビームをレンズを用いて
セラミックスの表面に集光する事により、加工を実施し
ている。レーザ加工装置の概略は、第１図に示すとおり
で、レーザ本体１から水平方向に発したレーザビーム２
はベンディングミラー３でその方向を垂直に変え、レン
ズ４を介してＸ−Ｙ−Ｚテーブル８の上に設置された被
加工物のセラミックス10の表面に集光照射され加工され
るようになっている。なおサイドノズル７はセラミック
ス加工の際溶融物の除去のためAr等のガスを加工点に吹
き付けるためのものである。
また、レーザによるセラミックスの加工の例として
は、特開昭58−148387号公報記載のものがあるが、これ
は穴加工の位置精度向上のためにレーザを用いたもので
あり後記する本発明の課題を解決することはできない。
は、特開昭58−148387号公報記載のものがあるが、これ
は穴加工の位置精度向上のためにレーザを用いたもので
あり後記する本発明の課題を解決することはできない。
（発明が解決しようとする課題） レーザ加工に於けるレーザビームは、一般に集光され
た部分で、第２図のように、光の干渉により外周にエネ
ルギー密度の低い部分30をもつ。この部分が、被加工物
に照射される事により、第３図に示すように加工面の上
下部にだれ11やバリ12が発生し易く、加工精度を上げる
事ができない欠点がある。本発明の目的は、これらの欠
点を改善し、加工精度の高いセラミックスのレーザ加工
法を提供する事にある。
た部分で、第２図のように、光の干渉により外周にエネ
ルギー密度の低い部分30をもつ。この部分が、被加工物
に照射される事により、第３図に示すように加工面の上
下部にだれ11やバリ12が発生し易く、加工精度を上げる
事ができない欠点がある。本発明の目的は、これらの欠
点を改善し、加工精度の高いセラミックスのレーザ加工
法を提供する事にある。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
（１）レーザによるセラミックス加工法に於て、セラミ
ックスの両加工面に金属箔のインサート材を置き、その
上に加工補助材として他の金属材またはセラミックスを
置き圧着した後加工を行い、レーザ加工後、前記加工補
助材と前記インサート材を取り除くことを特徴とするセ
ラミックスのレーザ加工法。
ックスの両加工面に金属箔のインサート材を置き、その
上に加工補助材として他の金属材またはセラミックスを
置き圧着した後加工を行い、レーザ加工後、前記加工補
助材と前記インサート材を取り除くことを特徴とするセ
ラミックスのレーザ加工法。
（２）レーザによるセラミックス加工法に於て、セラミ
ックスの両加工面に塑性変形可能な金属箔のインサート
材を置き、その上に加工補助材として他の金属材または
セラミックスを置き加圧し加圧を保ったまま加工を行
い、レーザ加工後、前記加工補助材と前記インサート材
を取り除くことを特徴とするセラミックスのレーザ加工
法。
ックスの両加工面に塑性変形可能な金属箔のインサート
材を置き、その上に加工補助材として他の金属材または
セラミックスを置き加圧し加圧を保ったまま加工を行
い、レーザ加工後、前記加工補助材と前記インサート材
を取り除くことを特徴とするセラミックスのレーザ加工
法。
（作 用） レーザ加工装置の概略は、第１図に示すとおりであ
る。
る。
レーザ本体１から水平方向に発したレーザビーム２は
ベンディングミラー３でその方向を垂直に変え、レンズ
４を介して、Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル８の上に設置されたセ
ラミックス10の表面に集光照射され、加工が行われる。
なおサイドノズル７はセラミックス加工の際に発生する
溶融物の除去のためAr等の加工ガスを加工点に吹き付け
るためのものである。
ベンディングミラー３でその方向を垂直に変え、レンズ
４を介して、Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル８の上に設置されたセ
ラミックス10の表面に集光照射され、加工が行われる。
なおサイドノズル７はセラミックス加工の際に発生する
溶融物の除去のためAr等の加工ガスを加工点に吹き付け
るためのものである。
レーザ加工は基本的に高エネルギービーム照射による
熱加工である。また、レーザビームの集光点におけるビ
ーム形状は、レーザビームの位相のずれなどにより第２
図に示すような加工に適さないエネルギー密度の低い部
分がある。このため、セラミックスのレーザ加工におい
ては第３図に示すように加工面上下部に加工だれ11や加
工バリ12が発生し易かった。
熱加工である。また、レーザビームの集光点におけるビ
ーム形状は、レーザビームの位相のずれなどにより第２
図に示すような加工に適さないエネルギー密度の低い部
分がある。このため、セラミックスのレーザ加工におい
ては第３図に示すように加工面上下部に加工だれ11や加
工バリ12が発生し易かった。
また、第４図に示すように、被加工物であるセラミッ
クス10を金属材またはセラミックスの加工補助材13で挟
んだ状態でレーザ加工を行う方法がある。この方法によ
ると、加工だれ11や加工バリ12が加工補助材13の上部と
下部のみに生ずるので、レーザ加工後、加工補助材13を
取り除くことにより、加工だれや加工バリのないセラミ
ックス10の加工を行うことができる。しかし、このよう
な加工補助材を置いただけの加工方法では、高精度の加
工を行う場合、被加工物のセラミックス10と加工補助材
13の接触面の表面粗さが最大粗さRmaxで６μｍ以下であ
る必要がある。
クス10を金属材またはセラミックスの加工補助材13で挟
んだ状態でレーザ加工を行う方法がある。この方法によ
ると、加工だれ11や加工バリ12が加工補助材13の上部と
下部のみに生ずるので、レーザ加工後、加工補助材13を
取り除くことにより、加工だれや加工バリのないセラミ
ックス10の加工を行うことができる。しかし、このよう
な加工補助材を置いただけの加工方法では、高精度の加
工を行う場合、被加工物のセラミックス10と加工補助材
13の接触面の表面粗さが最大粗さRmaxで６μｍ以下であ
る必要がある。
このような従来法の問題点を、本発明においては以下
のようにして解決するものである。
のようにして解決するものである。
第５図は本発明の一実施態様例の説明断面図である。
本実施態様例では、前記第４図に示すようなセラミック
ス10を金属材またはセラミックスの加工補助材13を用い
て挟み込む代わりに、セラミックス10の両加工面に金属
材またはセラミックスの加工補助材13を金属箔のインサ
ート材14を介して圧着することにより一体化した後、加
工を行うものである。本実施態様例の場合、被加工物と
加工補助材の両接触面の表面粗さが最大粗さRmax＝６μ
ｍを越えていても、インサート材が被加工物と加工補助
材とを密着させる機能を発揮するため、高精度の加工が
可能となる。このように、被加工物と加工補助材をイン
サート材を介して一体化した後レーザ加工を行うこと
で、加工だれ11や加工バリ12は加工補助材13の上部と下
部のみに生ずるので、レーザ加工後、加工補助材13とイ
ンサート材14を取り除くことにより、加工だれや加工バ
リのないセラミックス10の加工を行うことができる。こ
の加工法が有効である例としては、インサート材として
インジウム箔を用いる場合である。
本実施態様例では、前記第４図に示すようなセラミック
ス10を金属材またはセラミックスの加工補助材13を用い
て挟み込む代わりに、セラミックス10の両加工面に金属
材またはセラミックスの加工補助材13を金属箔のインサ
ート材14を介して圧着することにより一体化した後、加
工を行うものである。本実施態様例の場合、被加工物と
加工補助材の両接触面の表面粗さが最大粗さRmax＝６μ
ｍを越えていても、インサート材が被加工物と加工補助
材とを密着させる機能を発揮するため、高精度の加工が
可能となる。このように、被加工物と加工補助材をイン
サート材を介して一体化した後レーザ加工を行うこと
で、加工だれ11や加工バリ12は加工補助材13の上部と下
部のみに生ずるので、レーザ加工後、加工補助材13とイ
ンサート材14を取り除くことにより、加工だれや加工バ
リのないセラミックス10の加工を行うことができる。こ
の加工法が有効である例としては、インサート材として
インジウム箔を用いる場合である。
第６図も本発明の一実施態様例の説明断面図である。
本実施態様例の場合は、セラミックス10に金属材または
セラミックスの加工補助材13をインサート材14を介して
圧着する代わりに、セラミックス10の両加工面に塑性変
形可能な金属箔のインサート材15を置き、その上に加工
補助材13として他の金属材またはセラミックスを置き、
加圧し一体化した後、加工を行うものであり、被加工物
と加工補助材の両接触面の表面粗さが最大粗さRmax＝６
μｍを越えていても、一体化による前記第５図の実施態
様例と同様の効果があり有効である。レーザ加工後、加
工補助材13と塑性変形可能な金属箔のインサート材15を
取り除くことにより、加工だれや加工バリのないセラミ
ックス10の加工を行うことができる。この加工法が有効
である例としては、塑性変形をさせる金属箔のインサー
ト材として、鉛、銅、金、錫およびこれらの合金などを
用いる場合である。
本実施態様例の場合は、セラミックス10に金属材または
セラミックスの加工補助材13をインサート材14を介して
圧着する代わりに、セラミックス10の両加工面に塑性変
形可能な金属箔のインサート材15を置き、その上に加工
補助材13として他の金属材またはセラミックスを置き、
加圧し一体化した後、加工を行うものであり、被加工物
と加工補助材の両接触面の表面粗さが最大粗さRmax＝６
μｍを越えていても、一体化による前記第５図の実施態
様例と同様の効果があり有効である。レーザ加工後、加
工補助材13と塑性変形可能な金属箔のインサート材15を
取り除くことにより、加工だれや加工バリのないセラミ
ックス10の加工を行うことができる。この加工法が有効
である例としては、塑性変形をさせる金属箔のインサー
ト材として、鉛、銅、金、錫およびこれらの合金などを
用いる場合である。
（実施例） 実施例１ 板厚3mmのセラミックス（SiC）に、板厚1mmの同質の
セラミックスを加工補助材として用い、インサート材と
してインジウム箔50μｍを用いて圧接し、YAGレーザに
より加工を行った。レーザの加工条件は、パルスモー
ド、１パルス当たりのエネルギー3.0J、１秒当たりのパ
ルス数は10発、集光レンズはBK−７製で焦点距離70mmで
焦点位置は加工補助材であるセラミックスの上表面にあ
りテーブルの移動速度は0.24m/secとした。このときア
シストガスとしては、アルゴンガスを、40/min用い
た。
セラミックスを加工補助材として用い、インサート材と
してインジウム箔50μｍを用いて圧接し、YAGレーザに
より加工を行った。レーザの加工条件は、パルスモー
ド、１パルス当たりのエネルギー3.0J、１秒当たりのパ
ルス数は10発、集光レンズはBK−７製で焦点距離70mmで
焦点位置は加工補助材であるセラミックスの上表面にあ
りテーブルの移動速度は0.24m/secとした。このときア
シストガスとしては、アルゴンガスを、40/min用い
た。
この結果、前記セラミックスには、加工だれや加工バ
リは発生しなかった。
リは発生しなかった。
実施例２ 板厚5mmのセラミックス（Si3N4）に、板厚1mmのアル
ミニウム板を加工補助材とし、150μｍの銅箔を塑性変
形材として用いて1kg/cm2で加圧し、加圧を保ったままY
AGレーザにより加工を行った。レーザの加工条件は、パ
ルスモード、１パルス当たりのエネルギー3.0J、１秒当
たりのパルス数は10発、集光レンズはBK−７製で焦点距
離は70mmで焦点位置は加工補助材であるセラミックスの
上表面にありテーブルの移動速度は0.24m/secとした。
このときアシストガスとしては、アルゴンガスを、40
/min用いた。
ミニウム板を加工補助材とし、150μｍの銅箔を塑性変
形材として用いて1kg/cm2で加圧し、加圧を保ったままY
AGレーザにより加工を行った。レーザの加工条件は、パ
ルスモード、１パルス当たりのエネルギー3.0J、１秒当
たりのパルス数は10発、集光レンズはBK−７製で焦点距
離は70mmで焦点位置は加工補助材であるセラミックスの
上表面にありテーブルの移動速度は0.24m/secとした。
このときアシストガスとしては、アルゴンガスを、40
/min用いた。
この結果、前記セラミックスには、加工だれや加工バ
リは発生しなかった。
リは発生しなかった。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば加工補助材上に
のみ加工バリや加工だれを発生させ、それはそのまま破
棄するので、被加工材のセラミックスに加工だれや加工
バリのない高精度のレーザ加工を行うことができるとい
う効果が奏される。
のみ加工バリや加工だれを発生させ、それはそのまま破
棄するので、被加工材のセラミックスに加工だれや加工
バリのない高精度のレーザ加工を行うことができるとい
う効果が奏される。
第１図はレーザ加工装置の概略図、第２図はレーザビー
ムの集光点におけるパワー密度を示す線図、第３図、第
４図は従来法でのセラミックスの加工面の断面図、第５
図、第６図は本発明の実施態様例を示すセラミックスの
加工面の説明断面図である。 １……レーザ本体、２……レーザビーム、３……ベンデ
ィングミラー、４……レンズ、５……ノズル、６……セ
ンターガス、７……サイドノズル、８……Ｘ−Ｙ−Ｚテ
ーブル、10……セラミックス、11……加工だれ、12……
加工バリ、13……加工補助材、14……インサート材、15
……塑性変形可能な金属材、30……パワー密度の低い部
分、31……パワー密度の高い部分。
ムの集光点におけるパワー密度を示す線図、第３図、第
４図は従来法でのセラミックスの加工面の断面図、第５
図、第６図は本発明の実施態様例を示すセラミックスの
加工面の説明断面図である。 １……レーザ本体、２……レーザビーム、３……ベンデ
ィングミラー、４……レンズ、５……ノズル、６……セ
ンターガス、７……サイドノズル、８……Ｘ−Ｙ−Ｚテ
ーブル、10……セラミックス、11……加工だれ、12……
加工バリ、13……加工補助材、14……インサート材、15
……塑性変形可能な金属材、30……パワー密度の低い部
分、31……パワー密度の高い部分。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/18
Claims (2)
- 【請求項１】レーザによるセラミックス加工法に於て、
セラミックスの両加工面に金属箔のインサート材を置
き、その上に加工補助材として他の金属材またはセラミ
ックスを置き圧着した後加工を行い、レーザ加工後、前
記加工補助材と前記インサート材を取り除くことを特徴
とするセラミックスのレーザ加工法。 - 【請求項２】レーザによるセラミックス加工法に於て、
セラミックスの両加工面に塑性変形可能な金属箔のイン
サート材を置き、その上に加工補助材として他の金属材
またはセラミックスを置き加圧し加圧を保ったまま加工
を行い、レーザ加工後、前記加工補助材と前記インサー
ト材を取り除くことを特徴とするセラミックスのレーザ
加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072297A JP2794589B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | セラミックスのレーザ加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072297A JP2794589B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | セラミックスのレーザ加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251391A JPH02251391A (ja) | 1990-10-09 |
| JP2794589B2 true JP2794589B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=13485190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072297A Expired - Fee Related JP2794589B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | セラミックスのレーザ加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794589B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006231628A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Murata Mfg Co Ltd | セラミックグリーンシートの加工方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921490A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ−光線による素材の加工方法 |
| JPS5933091A (ja) * | 1982-08-18 | 1984-02-22 | Hitachi Ltd | レ−ザ加工方法 |
-
1989
- 1989-03-25 JP JP1072297A patent/JP2794589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02251391A (ja) | 1990-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |