JP5037132B2 - キャビティを生成する方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る方法は、図1の制御装置7を適切に設計することによって、また図1および図2の焦点調節装置3を適切に制御することによって、実現可能である。図4は、生成されるべきキャビティの「層マップ」を簡略化して示す。40は、最終的に生成されるべき所望のキャビティの外表面を示す。41は、除去されるべき層のうちの1つの層を示しており、以下、層42、層43・・・と続く。これは、層状に除去することによって、結果的に矢符44の方向に作業が行われることを意味する。1つの層の除去が終了すると、(制御装置7に駆動される)焦点調節装置3が焦点位置を変えることによって、次の層に移る。これは、1つの層の除去が終了した後に焦点調節装置3を適切に制御することによって、焦点全体が図4のΔzだけ下方に移動して、次の層が除去されることになるということである。図3を参照して説明したように、この除去中に焦点位置を公知の方法で再度z方向に補正してもよい。焦点位置は、焦点調節装置3によって得られるストロークの許容範囲内であれば何度でも各層41、42、43・・・に調節可能である。図3で説明したように、このストロークの特定部分は、焦点位置を補正するために必要となる可能性がある。さらに利用可能なストローク部分は、各層を制御するために使用されてもよい。ストロークが可能な範囲における最大値に達した場合、数層を除去した後にz軸に沿って機械調整が行われる(図1の位置付け部材11)。その後、Δzだけ焦点位置を調節しながら、再度、数層を数回に渡って調整することができる。
Claims (11)
- キャビティを生成するために、ビームガイドにレーザビームを通して、工作物の表面に案内する、工作物にキャビティを生成する方法において、焦点位置をキャビティの深さ方向に少なくとも一時的に変更できるようにレーザビームを制御する方法であって、
層の内部であってキャビティの深さ方向の焦点位置が、制御装置におけるキャビティデータに従って、非平面状の層に対して規定位置になるようにレーザビームを制御しながら、照射点における工作物の物質を瞬時に除去するレーザビームを工作物の表面上で移動させ、レーザビームの焦点を深さ方向に動かして操作することにより、深さ方向が変化する曲面を有する非平面状の層を厚さ1〜20μmで除去することによってキャビティを生成することを特徴とする方法。 - レーザビームの焦点位置を制御することによって、1つの層から次の層に切替えることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 完成されるべきキャビティの外表面に続く層、または該層に平行な層状に、少なくとも部分的に除去を行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 第1工程において、完成されるべきキャビティの外表面に到達していない層を除去し、第2工程において、非平面状の層であって、完成されるべきキャビティの外表面に続く層、または該層に平行な層状に除去することによって、キャビティの生成を行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 厚みが一定でない層状に除去を行うことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- キャビティの外表面に近い層の層厚が、該外表面から遠い層の層厚よりも小さいことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 焦点調節の利用可能なストロークに応じて、各層を決定することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 焦点調節のストロークの範囲内で制御可能な層を決定することを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 焦点調節の利用可能なストロークに応じて、レーザビームの焦点位置をキャビティの深さ方向に制御することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法を実施するための、工作物(5)にキャビティ(6)を生成する装置であって、
物質を除去するレーザビームを生成するレーザ光源(1)と、
レーザビームの焦点位置を調節する焦点調節装置(3)と、
工作物の表面にレーザビーム(20)を案内するビームガイド(4)と、
焦点調節装置(3)およびビームガイド(4)を制御する制御装置(7)とを含み、
制御装置は、焦点調節装置(3)によって、レーザビームの焦点位置をキャビティの深さ方向に少なくとも一時的に変更可能とする制御を行うように設計され、層の内部であってキャビティの深さ方向の焦点位置が、制御装置におけるキャビティデータ(12)に従って、非平面状の層に対して規定位置になるようにレーザビームを制御しながら、照射点における工作物の物質を瞬時に除去するレーザビームを工作物の表面上で移動させ、レーザビームの焦点を深さ方向に動かして操作することにより、深さ方向が変
する曲面を有する非平面状の層を厚さ1〜20μmで除去することを特徴とする装置。 - 深さセンサ(8)を有し、レーザビームによる瞬時の各処理点において、前記制御装置が、該深さセンサ(8)の出力に応じてレーザビームの出力、経路または案内速度を制御するように設計されることを特徴とする、請求項10の装置。
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