JP6401907B2

JP6401907B2 - Laser cutting method

Info

Publication number: JP6401907B2
Application number: JP2014001084A
Authority: JP
Inventors: 英和脇田; 翔祐森; 俊臼井; 深田　明宏; 明宏深田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-01-07
Also published as: JP2015128780A

Description

本発明は、金属製の線材等の被切断材をレーザ加工により切断するレーザ切断方法に関する。 The present invention relates to a laser cutting method for cutting a material to be cut such as a metal wire by laser processing.

ＣＯ２レーザやＹＡＧレーザ等を用いる、例えば、金属材のレーザ切断（レーザカット）においては、集光したレーザ光を所定のスポット径（集光径）で金属材に照射し、その照射を、金属材の切断予定線に沿って所定の速度で走査（移動）させ、照射による発熱によって溶融又は蒸発し、要すれば、溶融又は蒸発する金属をアシストガスで飛散させ（吹き飛ばし）ながら、その切断が行われる。このようなレーザ切断においては、照射スポット径と略同一の幅で切断できるために精度の高い切断が得られる。また、レーザ出力を調節することにより切断速度も容易に調節することができる。一方、レーザ出力を高めて、例えば１回の走査で切断する場合には、パルスレーザで切断する場合でも、切断部は相対的に入熱過大（熱の集中）による溶融過多又は蒸発過多となり易いので、切断面に溶損が発生しやすく、平滑度（平滑性ないし面粗度）の高い切断面は得られ難い。このため、平滑度の高い切断面を得るには、レーザ出力を小さく設定して走査させることによって、被切断材（ワーク）の表面に走査方向に延びる切断溝を形成し、この切断溝上での走査を複数回、繰り返すことで、その切断を行うという方法が採られることがある（例えば、特許文献１（図４）、特許文献２（第２頁）参照）。 For example, in laser cutting (laser cutting) of a metal material using a CO2 laser, a YAG laser, or the like, a focused laser beam is irradiated to a metal material with a predetermined spot diameter (condensed diameter), and the irradiation is performed on a metal material. Scanning (moving) at a predetermined speed along the planned cutting line of the material, melting or evaporating by the heat generated by irradiation, and if necessary, the cutting is performed while the molten or evaporated metal is scattered (blowed away) by the assist gas. Done. In such laser cutting, since cutting can be performed with substantially the same width as the irradiation spot diameter, cutting with high accuracy can be obtained. Further, the cutting speed can be easily adjusted by adjusting the laser output. On the other hand, when the laser output is increased and cutting is performed by, for example, one scan, the cutting portion is relatively excessively melted or excessively evaporated due to excessive heat input (concentration of heat) even when cutting with a pulse laser. Therefore, it is easy to cause melting damage on the cut surface, and it is difficult to obtain a cut surface with high smoothness (smoothness or surface roughness). For this reason, in order to obtain a cut surface with high smoothness, a laser output is set to a small value and scanning is performed to form a cut groove extending in the scanning direction on the surface of the workpiece (workpiece). A method of cutting the image by repeating scanning a plurality of times may be employed (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 4) and Patent Document 2 (second page)).

このようなレーザ切断において、例えば、被切断材が貴金属材であるときは、蒸発や吹き飛ばしによる材料消失量（材料ロス）をできるだけ減らしたい。このため、レーザ出力を小さくし、かつ、照射スポット径を小さくして切断幅（切断溝幅）を小さくしたい要請がある。特に、被切断材が貴金属材の小物（例えば、φ１ｍｍ程度又はそれ以下の細い線材）であるような場合には、十μｍ〜十数μｍ程度以下といった極めて小さい切断溝幅（極小切断溝幅）で切断したいという強い要請がある。このような極小切断溝幅による切断では、１回の走査により得られる切断溝の深さも、例えば数μｍ単位と小さい。したがって、このような切断では、被切断材の厚み（又は、線材の太さ）が１ｍｍとすると、走査回数は百回程度、或いは数百回となることがあり、必然的に、切断完了までに長時間を要する。 In such laser cutting, for example, when the material to be cut is a noble metal material, it is desired to reduce as much as possible the amount of material loss (material loss) due to evaporation or blowing away. For this reason, there is a demand to reduce the laser output and the irradiation spot diameter to reduce the cutting width (cutting groove width). In particular, when the material to be cut is a small noble metal material (for example, a thin wire of about φ1 mm or less), an extremely small cutting groove width (minimum cutting groove width) of about 10 μm to about several tens of μm or less. There is a strong request to cut at. In cutting with such a minimum cutting groove width, the depth of the cutting groove obtained by one scan is also as small as, for example, several μm. Therefore, in such cutting, if the thickness of the material to be cut (or the thickness of the wire) is 1 mm, the number of scans may be about 100 times or several hundred times, and inevitably until the completion of cutting. Takes a long time.

ところで、被切断材を高寸法精度でレーザ切断するには、その位置決めを行い、これが動かないように固定する必要がある。横断面が円形の線材又は軸材（丸棒）のように、これをレーザ切断装置の切断用の基台（例えば、平テーブル）上に配置したとき、それが転動（回転）等により容易に移動してしまうものにおいては、その切断工程中の固定は必須となる。このため、従来は、基台上に配置した被切断材の切断予定線を挟むその両側の部位の適所（２箇所）においてクランプ等の固定手段（又は支持手段）で、これを押え付ける等して固定（又は保持）することが行われている（特許文献３）。 By the way, in order to laser-cut a material to be cut with high dimensional accuracy, it is necessary to position the workpiece and fix it so that it does not move. When this is placed on a cutting base (for example, a flat table) of a laser cutting device, such as a wire or shaft (round bar) having a circular cross section, it can be easily rolled (rotated) or the like. In the case of moving to, the fixing during the cutting step is essential. For this reason, conventionally, fixing means (or supporting means) such as clamps are pressed at appropriate positions (two places) on both sides of the planned cutting line of the workpiece placed on the base. (Or patent document 3).

特開２０１２−１１４０９号公報JP 2012-11409 A 特開２００２−１０３０６７号公報JP 2002-103067 A 特開２００４−１８６６３５号公報JP 2004-186635 A

ところが、貴金属製の細い線材を、切断予定線を挟む両側の各部位で固定し、レーザ切断する場合においては、照射スポット径を小さくし、極小切断溝幅で切断することになることから、次のような問題があった。というのは、複数の走査を繰り返すことで、本来は、その切断溝が、順次、少しずつ深くなり、所定の走査回数で切断に至るべきであるところ、極小切断溝幅で切断する場合には、走査回数を重ねるに従い、対向する切断溝壁面相互の間（空隙）が狭くなってレーザ光が溝底に到達しなくなったり、対向する切断面（溝壁面）が互いに押し合うようにくっ付いてしまったりして、所望とする切断が得られないという問題の発生である。 However, when precious metal thin wire rod is fixed at each part on both sides of the planned cutting line and laser cutting is performed, the irradiation spot diameter is reduced and cutting is performed with the minimum cutting groove width. There was a problem like this. This is because, by repeating a plurality of scans, the cut groove should become deeper and gradually cut in a predetermined number of scans, but when cutting with a minimum cut groove width, As the number of scans increases, the space between the opposing cut groove walls (gap) becomes narrower so that the laser beam does not reach the groove bottom, or the opposite cut surfaces (groove wall surfaces) stick together. As a result, the desired cutting cannot be obtained.

この問題の発生原因は次のようである。レーザ切断においては、レーザ光の照射による走査ごと、その入熱（加熱）による溶融又は蒸発によって所定深さの切断溝が形成される。この走査において、線材（被切断材）は、その加熱により切断溝（走査開始前の切断予定線の位置。以下、「切断予定線」ともいう）を起点として、これを挟む両側の各部位が、それぞれ切断溝と反対側に向けて熱膨張しようとする。そして、この走査の終了時から次の走査までの間は冷却過程となるが、この走査の繰返しによる切断過程全体においては、切断溝を起点としてその両側の各部位は、それぞれ切断溝から離間する方に向けて熱膨張しようとする。しかし、被切断材は切断予定線を挟む両側の２箇所で固定されているため、熱膨張できないから、その固定部位相互間には大きな内部応力（熱による圧縮応力）が発生する。他方、切断溝がある程度深くなると、その対向する溝壁面（切断時に切断面となる面）相互間の空隙を小さくする方へ、切断溝を挟む両側の部位の熱膨張が許容され易い状態になる。そして、その溝底の切断残部（未切断部）が圧縮応力に抗することができる限りは、その空隙は保持されるが、切断溝が深くなり切断残部が小さくなる、ある段階では、その圧縮応力に抗することができなくなる。結果、溝壁面相互間の空隙を閉じる方に、切断溝を挟む両部位が熱膨張するから切断溝幅が狭くなり、さらには、溝壁面同士がくっついてしまう事態が発生する。また、切断溝幅が狭くなることにより、レーザ光が溝底に到達しなくなる。こうしたことが上記問題の発生原因と考えられる。 The cause of this problem is as follows. In laser cutting, each time scanning is performed by laser light irradiation, a cutting groove having a predetermined depth is formed by melting or evaporation by heat input (heating). In this scanning, the wire (material to be cut) is heated so that each part on both sides sandwiching the cutting groove (position of the planned cutting line before the start of scanning; hereinafter also referred to as “scheduled cutting line”) is heated. , Each tries to thermally expand toward the opposite side of the cutting groove. The cooling process is performed from the end of this scanning to the next scanning. In the entire cutting process by repeating this scanning, the respective parts on both sides of the cutting groove are separated from the cutting groove. Trying to expand towards the direction. However, since the material to be cut is fixed at two locations on both sides of the planned cutting line, it cannot thermally expand, so that a large internal stress (compressive stress due to heat) is generated between the fixed portions. On the other hand, when the cutting groove is deepened to some extent, the thermal expansion of the portions on both sides sandwiching the cutting groove is likely to be allowed to reduce the gap between the opposing groove wall surfaces (the surface that becomes the cutting surface when cutting). . And as long as the remaining cutting portion (uncut portion) at the bottom of the groove can resist compressive stress, the gap is retained, but the cutting groove becomes deeper and the remaining cutting portion becomes smaller. It becomes impossible to resist stress. As a result, both the portions sandwiching the cutting groove are thermally expanded in the direction of closing the gap between the groove wall surfaces, so that the width of the cutting groove is narrowed, and furthermore, the groove wall surfaces are stuck to each other. Further, since the cutting groove width becomes narrow, the laser beam does not reach the groove bottom. This is considered to be the cause of the above problem.

一方、このような両端固定に代えて、基台上において、他端を自由端とする片端固定（一端固定）としてレーザ切断する場合には、上記の問題もなく切断されるが、別の次のような問題がある。第１には、片端固定の場合においては、他端（自由）側に向けて、自由な熱膨張が許容される結果、切断箇所の加熱、溶融により、その切断予定線が自由端側に極微量ではあるが、ずれるという事態の発生である。このことは、その「ずれ」の分、切断精度が低下し、切断溝幅が広くなってしまうことを意味するから、被切断材が貴金属材の場合には、切断面の精度の低下のみならず、材料ロスの増大ともなる。また、貴金属材でなくとも、その「ずれ」の分、切断精度が低下するし、切断できないことも生じる。第２には、被切断材が細い金属線の場合、その切断過程で自由端側が、切断溝を基点として、レーザ光の照射による入熱側に向けて、浮き上がる（持ち上がる）ように変形し、結果として、自由端側の切断面が傾斜してしまうという問題（切断面不良）の発生である。この浮き上がりは、切断溝（箇所）における入熱側と、その反対側との加熱のアンバランスによる熱歪に起因するものと考えられる。 On the other hand, in the case of laser cutting as one end fixing (one end fixing) with the other end as a free end on the base instead of such both end fixing, the laser beam is cut without the above problem. There is a problem like this. First, in the case of fixing at one end, free thermal expansion is allowed toward the other end (free) side. As a result, the planned cutting line is poled to the free end side by heating and melting of the cutting portion. Although it is a minute amount, it is a situation of deviation. This means that the cutting accuracy is reduced and the cutting groove width is widened by the amount of the “displacement”. Therefore, when the material to be cut is a noble metal material, only the accuracy of the cutting surface is reduced. It also increases the material loss. Further, even if the material is not a noble metal material, the cutting accuracy is reduced by the amount of the “displacement”, and cutting cannot be performed. Secondly, when the material to be cut is a thin metal wire, the free end side in the cutting process is deformed so as to float up (lift) toward the heat input side by irradiation with laser light from the cutting groove as a base point, As a result, a problem (cut surface defect) occurs that the cut surface on the free end side is inclined. This lifting is considered to be caused by thermal strain due to heating imbalance between the heat input side and the opposite side in the cutting groove (location).

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、切断溝幅を小さくしてレーザ切断する場合においても、その溝壁面相互の間が狭くなったり、くっ付いたりして所望とする切断が得られない事態の発生を防止し、また、前記したように片端固定状態で切断する場合に発生する、切断箇所の「ずれ」や自由端側の浮き上がりによる切断面不良を発生させないレーザ切断方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. Even when laser cutting is performed by reducing the width of the cutting groove, the gap between the groove wall surfaces becomes narrow or sticks to the desired cutting. Laser cutting method that prevents the occurrence of a situation in which cutting cannot be obtained, and does not cause cutting surface defects caused by “displacement” of the cutting portion or floating on the free end side, which occurs when cutting with one end fixed state as described above The purpose is to provide.

請求項１に記載の本発明は、基台の所定位置に被切断材を配置し、この被切断材を、それに設定した切断予定線を挟む両側の各部位において該基台に固定し、所定のスポット径で照射するレーザ光を前記切断予定線に沿って走査させることによって前記被切断材を該切断予定線に沿って溶融又は蒸発させて切断するレーザ切断方法において、
前記被切断材の前記基台への固定を、前記レーザ光の照射による前記被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張が許容される固定力又は接触状態で行い、前記レーザ光の照射による該被切断材の切断時に、前記切断予定線を挟む該被切断材の各部位を、切断後の対向する切断面相互がくっつかないよう該切断予定線を起点としてその反対側に向けて熱膨張させることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a material to be cut is arranged at a predetermined position of the base, and the material to be cut is fixed to the base at each part on both sides sandwiching a predetermined cutting line. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning the laser beam irradiated with the spot diameter of
Fixing of the material to be cut to the base is directed to the opposite side of the planned cutting line of each of the parts starting from the planned cutting line in the thermal expansion of the cut material due to the irradiation of the laser beam. are performed by the fixing force or contact with the thermal expansion is permitted in Te, during cutting of該被cutting material by the irradiation of the laser beam, the respective portions of該被cutting member sandwiching the cutting line, opposing after cutting In order to prevent the cut surfaces to stick to each other, thermal expansion is performed from the planned cutting line to the opposite side .

請求項２に記載の本発明は、前記被切断材の前記基台への固定を、固定用部材を前記被切断材に被せることによって行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザ切断方法である。
請求項３に記載の本発明は、前記基台が磁気吸着力のある金属製とされ、前記固定用部材をマグネットシートとして該基台に吸着させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ切断方法である。
請求項４に記載の本発明は、前記レーザ光を、前記固定用部材を前記被切断材に被せる側から照射することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載のレーザ切断方法法である。 According to a second aspect of the present invention, in the laser cutting method according to the first aspect, the material to be cut is fixed to the base by covering the material to be cut with a fixing member. It is.
According to a third aspect of the present invention, in the laser according to the second aspect, the base is made of metal having a magnetic attractive force, and the fixing member is attracted to the base as a magnet sheet. Cutting method.
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser cutting according to any one of the second or third aspect, the laser beam is irradiated from a side where the fixing member is put on the material to be cut. It is a method.

請求項５に記載の本発明は、基台の所定位置に被切断材を配置し、この被切断材を、それに設定した切断予定線を挟む両側の各部位において該基台に固定し、所定のスポット径で照射するレーザ光を前記切断予定線に沿って走査させることによって前記被切断材を該切断予定線に沿って溶融又は蒸発させて切断するレーザ切断方法において、
前記被切断材の前記基台への固定を、前記レーザ光の照射による前記被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張が許容されるように、該基台の表面に粘着剤層を形成しておくと共に前記被切断材を該粘着剤層の粘着力で固定し、前記レーザ光の照射による該被切断材の切断時に、前記切断予定線を挟む該被切断材の各部位を、切断後の対向する切断面相互がくっつかないよう該切断予定線を起点としてその反対側に向けて熱膨張させることを特徴とする。 According to the fifth aspect of the present invention, a material to be cut is disposed at a predetermined position of the base, and the material to be cut is fixed to the base at each part on both sides sandwiching a predetermined cutting line. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning the laser beam irradiated with the spot diameter of
Fixing of the material to be cut to the base is directed to the opposite side of the planned cutting line of each of the parts starting from the planned cutting line in the thermal expansion of the cut material due to the irradiation of the laser beam. A pressure-sensitive adhesive layer is formed on the surface of the base so that thermal expansion is allowed, and the material to be cut is fixed by the pressure-sensitive adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer. When cutting the cutting material, each part of the material to be cut sandwiching the planned cutting line is thermally expanded toward the opposite side from the planned cutting line as a starting point so that the cut surfaces facing each other after cutting do not stick to each other. It is characterized by.

請求項６に記載の本発明は、基台の所定位置に被切断材を配置し、この被切断材を、それに設定した切断予定線を挟む両側の各部位において該基台に固定し、所定のスポット径で照射するレーザ光を前記切断予定線に沿って走査させることによって前記被切断材を該切断予定線に沿って溶融又は蒸発させて切断するレーザ切断方法において、
前記基台を、一つの直線軌道上においてスライド自在に配置された２つの基台としておき、前記被切断材を、切断予定線を挟む両側の各部位において、各基台にそれぞれ固定しておき、前記レーザ光の照射による前記被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張によって、各基台を該切断予定線と反対側に向けてスライドさせることを特徴とする。 According to the sixth aspect of the present invention, a material to be cut is arranged at a predetermined position of the base, and the material to be cut is fixed to the base at each part on both sides sandwiching a predetermined cutting line. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning the laser beam irradiated with the spot diameter of
The base is set as two bases slidably arranged on one linear track, and the material to be cut is fixed to each base at each part on both sides of the planned cutting line. Of the thermal expansion of the material to be cut by the laser light irradiation, each base is cut by thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line. It is characterized by sliding toward the opposite side of the planned line .

請求項１に係る本発明のレーザ切断方法では、被切断材の前記基台への固定を、前記レーザ光の照射による前記被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張（以下、単に「熱膨張」ともいう）が許容される固定力又は接触状態で行うこととしている。このため、照射するレーザ光のスポット径が微小で、切断溝幅が極小であるとしても、前記熱膨張が許容されない従来の固定手段による固定条件下での切断と異なり、その切断溝を挟む両側の各部位は、それぞれ、その切断溝（走査開始前の切断予定線の位置）を起点として切断溝と反対側に向けて熱膨張するから、対向する切断溝壁面相互の間隙が小さくなることが防止される。このように請求項１に係る本発明のレーザ切断方法による切断においては、切断溝幅が極小で切断する場合でも、従来におけるような、切断面相互のくっつきや、所望とする切断が得られないという事態の発生が防止される。また、熱膨張は、切断溝を起点として、これを挟む両側の各部位とも切断溝と反対側に向けて、それぞれ熱膨張するから、切断溝の位置ずれの発生も効果的に防止できる。このため、数ミクロンないし十数μｍというような、微小なスポット径で照射するレーザ光の走査による切断においても、材料ロスも少ない、所望とする切断が得られるから、貴金属材からなる細い線材を切断する場合の効果には著しいものがある。 In the laser cutting method of the present invention according to claim 1, the material to be cut is fixed to the base, and the thermal expansion of the material to be cut due to the irradiation of the laser light starts from the planned cutting line. The thermal expansion (hereinafter also simply referred to as “thermal expansion”) toward the opposite side of the planned cutting line of each part is performed with an allowable fixing force or a contact state. For this reason, even if the spot diameter of the laser beam to be irradiated is very small and the cutting groove width is very small, unlike the cutting under the fixing conditions by the conventional fixing means in which the thermal expansion is not allowed, both sides sandwiching the cutting groove Each of these parts thermally expands toward the opposite side of the cutting groove starting from the cutting groove (the position of the planned cutting line before the start of scanning), so that the gap between the opposing cutting groove wall surfaces becomes small. Is prevented. Thus, in the cutting by the laser cutting method of the present invention according to claim 1, even when the cutting groove width is extremely small, it is not possible to obtain the mutual sticking of the cut surfaces and the desired cutting as in the prior art. The occurrence of the situation is prevented. Further, since the thermal expansion starts from the cutting groove and the respective parts on both sides sandwiching the cutting groove are thermally expanded toward the opposite side of the cutting groove, occurrence of misalignment of the cutting groove can be effectively prevented. For this reason, even when cutting by scanning with a laser beam with a small spot diameter such as several microns to a few tens of μm, a desired cutting can be obtained with little material loss. Therefore, a thin wire made of a noble metal material can be obtained. The effect when cutting is significant.

請求項１の発明において、被切断材の前記基台への固定のための手段（固定手段）は、その固定時の固定力又は接触状態が、被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張を許容するように、強固ではなく、レーザ切断に必要な位置決めが得られる固定力の範囲で設定すればよい。なお、本発明において、この熱膨張が許容されるとは、レーザ切断における加熱による熱膨張、及びその加熱状態の変化に伴う収縮が許容されることを意味する。請求項２に記載の発明のように、被切断材の前記基台への固定を、固定用部材を被切断材に被せることによって行うときは、その被せによって、固定用部材のうち、被切断材に接触状態にある部位が、被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張に対応して変形又は変位するか、若しくは、被切断材が固定用部材に対してスライドするか、又はその両作用が得られるようになっていればよい。 In the invention of claim 1, the means (fixing means) for fixing the material to be cut to the base is such that the fixing force or the contact state at the time of fixing is the cutting plan among the thermal expansion of the material to be cut. What is necessary is just to set in the range of the fixed force which is not strong and can obtain the positioning required for laser cutting so as to allow thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the line . In the present invention, the fact that this thermal expansion is allowed means that thermal expansion due to heating in laser cutting and shrinkage accompanying changes in the heating state are allowed. When the material to be cut is fixed to the base by covering the material to be cut with the covering material as in the invention according to claim 2, the material to be cut is cut out of the fixing member by the covering. The part in contact with the material is deformed or displaced in accordance with the thermal expansion of the respective parts starting from the planned cutting line toward the opposite side of the planned cutting line among the thermal expansion of the material to be cut. It is sufficient that the material to be cut slides relative to the fixing member, or that both actions can be obtained.

固定用部材は、基台に取付けられるものとしてもよいが、基台の例えば上面に、単に、載置するものとしてもよい。被切断材が、例えば直径１ｍｍ程度の金属線の小物であれば、固定用部材の自重のみでも、熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張を許容する固定はできるためである。そして、このような小物の場合には、請求項３に記載の発明のように、前記基台が磁気吸着力のある金属製とされ、前記固定用部材をマグネットシートとして、これを該基台に吸着させるようにするとよい。基台は、通常、鉄製とされるし、マグネットシートを用いる場合には、これをテープ状とするなどして被切断材に被せて、基台の表面に吸着（磁気吸着）させることで、被切断材のレーザ切断に必要な固定が容易に得られる上に、脱着も容易に行うことができるためである。マグネットシートは、柔軟性のあるフィルム（例えば塩化ビニル製フィルム）に、ゴム等のシート状の基材にマグネット層を形成してなるものが普通であり、柔軟性がある上、テープ状の適当寸法に裁断することで、被切断材の前記基台への固定力を、所望とするものに容易に設定できるので便利である。しかも、マグネットシートを被切断材に被せて被切断材の固定をする場合には、被切断材の熱膨張時においては、マグネットシート自体が、被切断材との接触面側において、それに追随するように微量、変形し、若しくは、マグネットシートに対して被切断材が熱膨張分、相対的にスライドし、又は、その変形、スライドの両方により、被切断材の熱膨張を容易に許容することができる。よって、被切断材が小物の線材である場合の固定用部材（固定手段）として好適である。 The fixing member may be attached to the base, but may be simply placed on, for example, the upper surface of the base. If the material to be cut is a small metal wire having a diameter of, for example, about 1 mm, only the dead weight of the fixing member is the opposite side of the planned cutting line of each part of the thermal expansion from the planned cutting line. This is because the fixing that allows the thermal expansion toward is possible. In the case of such an accessory, as in the invention described in claim 3, the base is made of metal having a magnetic attractive force, and the fixing member is used as a magnet sheet. It is good to make it adsorb to. The base is usually made of iron, and when using a magnetic sheet, it is covered with a material to be cut, such as in a tape shape, and adsorbed on the surface of the base (magnetic adsorption). This is because the fixing necessary for laser cutting of the material to be cut can be easily obtained and can be easily detached. A magnet sheet is usually formed by forming a magnet layer on a sheet-like base material such as rubber on a flexible film (for example, a film made of vinyl chloride). By cutting into dimensions, the fixing force of the material to be cut to the base can be easily set to a desired value, which is convenient. In addition, when the material to be cut is fixed by covering the material to be cut with the magnet sheet, the magnet sheet itself follows on the contact surface side with the material to be cut when the material to be cut is thermally expanded. The material to be cut slides relative to the magnet sheet by the amount of thermal expansion, or easily allows thermal expansion of the material to be cut by both deformation and sliding. Can do. Therefore, it is suitable as a fixing member (fixing means) when the material to be cut is a small wire.

なお、このような小物の切断において、固定用部材をそれに被せることによって固定する方法としては、接着テープによってもよい。レーザ切断に必要な位置決めが得られる固定力が得られればよいためである。すなわち、テープ状の基材に粘着剤層を形成してなる接着テープ（又は粘着テープ）を被切断材に横断するように被せて、基台の表面に該粘着剤層を介して貼り付け、その貼り付けによって、被切断材を固定してもよい。この場合、被切断材に接する部位では、粘着剤層はなくともよい。また、このように被せることによる固定方法では、上記もしたように、固定用部材は、基台の上面に単に載置するだけでもよい。被切断材が、細い線材のような小物である場合には、適当重量の例えばゴム状弾性体を固定用部材として用いることもできるし、固定用部材を適度のバネを介して被切断材に押付けるようにしてもよい。このような場合、要すれば、基台の表面に、その固定用部材を、クランプ等の別の固定手段で固定してもよい。本発明では、レーザ切断方法において、被切断材の前記基台への固定を、レーザ光の照射による被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張が許容される固定力又は接触状態で行うことができればよいためである。なお、固定用部材は、レーザ光の照射による加熱に耐え得るように、切断箇所との位置関係等を考慮し、その材質を選択すればよい。 In the cutting of such small items, as a method of fixing by covering the fixing member thereon, an adhesive tape may be used. This is because it is only necessary to obtain a fixing force capable of obtaining positioning necessary for laser cutting. That is, an adhesive tape (or adhesive tape) formed by forming a pressure-sensitive adhesive layer on a tape-shaped substrate is placed so as to cross the material to be cut, and is attached to the surface of the base via the pressure-sensitive adhesive layer. The material to be cut may be fixed by the attachment. In this case, the pressure-sensitive adhesive layer may not be provided at the portion in contact with the material to be cut. Moreover, in the fixing method by covering in this way, the fixing member may simply be placed on the upper surface of the base as described above. When the material to be cut is a small object such as a thin wire, an appropriate weight, for example, a rubber-like elastic body can be used as a fixing member, or the fixing member can be used as a material to be cut through an appropriate spring. You may make it press. In such a case, if necessary, the fixing member may be fixed to the surface of the base with another fixing means such as a clamp. In the present invention, in the laser cutting method, the material to be cut is fixed to the base, and among the thermal expansion of the material to be cut by laser light irradiation, the cutting schedule of each part starting from the planned cutting line This is because it is sufficient that the thermal expansion toward the opposite side of the wire can be performed with an allowable fixing force or a contact state. Note that the material for the fixing member may be selected in consideration of the positional relationship with the cut portion and the like so that it can withstand the heating by the irradiation of the laser beam.

請求項２又は３のいずれか１項に記載のレーザ切断方法においては、請求項４に記載の本発明のように、レーザ光を、前記固定用部材を被切断材に被せる側から照射するのがよい。被切断材は、上記したように切断溝を起点として、これを挟む各部位の側が、レーザ光の照射側（光源側）へ浮き上がるような変形（又は歪）を起こす傾向がある。特に、細い金属線の切断時にこれが生じやすいが、このようにレーザ光を照射することとすれば、固定用部材がこの変形を抑えることができるためである。例えば、基台の上面に、被切断材を載置し、基台の上面の上方から、下向きにレーザ光を照射して切断する場合には、固定用部材を上から被切断材に被せるようにすればよい。 In the laser cutting method according to any one of claims 2 and 3, as in the present invention according to claim 4, the laser beam is irradiated from the side where the fixing member is placed on the material to be cut. Is good. As described above, the material to be cut tends to be deformed (or distorted) such that the side of each part sandwiching the cutting groove as a starting point rises to the laser light irradiation side (light source side). This is particularly likely to occur when a thin metal wire is cut, but if the laser beam is irradiated in this way, the fixing member can suppress this deformation. For example, when a material to be cut is placed on the upper surface of the base and cut by irradiating a laser beam downward from above the upper surface of the base, the fixing member is placed on the material to be cut from above. You can do it.

請求項２又は３のレーザ切断方法においては、前記固定用部材を被切断材に被せることで固定するものとしたが、請求項５に記載の本発明のように、被切断材の前記基台への固定を、レーザ光の照射による被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張が許容されるように、該基台の表面に粘着剤層を形成しておくと共に、被切断材を該粘着剤層の粘着力で固定することとしてもよい。この場合には、熱膨張は、粘着剤層の変形、変位により許容される。すなわち、被切断材の熱膨張に対しては、粘着剤層が被切断材との接触面側で、その膨張に追随するように変形するか、変形することなく相対的に滑りを生じるか、その両者によって、その熱膨張を許容することになる。なお、粘着剤層等の固定手段は、レーザ切断に必要な位置決めが得られる固定力であり、かつ、被切断材の熱膨張を妨げない固定力又は接触状態が得られればよい。粘着剤層の使用は、被切断材が細い金属線のような小物である場合に好適である。 In the laser cutting method according to claim 2 or 3, the fixing member is fixed by covering the material to be cut, but the base of the material to be cut as in the present invention according to claim 5. In the thermal expansion of the material to be cut by irradiation with laser light, thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line is allowed. The adhesive layer may be formed on the surface of the base, and the material to be cut may be fixed by the adhesive force of the adhesive layer. In this case, thermal expansion is allowed by deformation and displacement of the pressure-sensitive adhesive layer. That is, for the thermal expansion of the material to be cut, whether the pressure-sensitive adhesive layer is deformed so as to follow the expansion on the contact surface side with the material to be cut, or is relatively slipping without deformation, Both of them allow the thermal expansion. Note that the fixing means such as the pressure-sensitive adhesive layer has a fixing force that enables positioning necessary for laser cutting, and a fixing force or a contact state that does not hinder the thermal expansion of the material to be cut may be obtained. Use of the pressure-sensitive adhesive layer is suitable when the material to be cut is a small object such as a thin metal wire.

一方、被切断材が太い金属製丸棒のような大物である場合には、請求項６に記載の発明のように、前記基台を、一つの直線軌道上においてスライド自在に配置された２つの基台としておき、被切断材を、切断予定線を挟む両側の各部位において、各基台にそれぞれ固定しておくとよい。本発明によれば、被切断材の基台への固定自体は、上記各固定手段に比べると強固に行うことができる。一方、２つの基台は直線軌道上においてスライド自在であるから、レーザ光の照射による被切断材の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張は、この基台が直線軌道上においてスライドすることにより許容される。 On the other hand, when the material to be cut is a large material such as a thick metal round bar, as in the invention according to claim 6, the base is slidably arranged on one linear track. It is good to set it as one base, and to fix a to-be-cut material to each base in each site | part of the both sides which pinch | interpose a cutting planned line. According to the present invention, the fixing of the material to be cut to the base itself can be performed more firmly than the above fixing means. On the other hand, since the two bases are slidable on a straight track, the thermal expansion of the material to be cut by the irradiation of the laser beam is opposite to the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line. Thermal expansion toward is allowed by sliding the base on a straight track.

なお本発明のレーザ切断方法における被切断材の材質は、レーザ切断の対象とされるものに広く適用できるし、その形状も限定されるものではない。ただし、被切断材が、横断面が円形の軸材（又は線材）又は丸棒である場合には、基台の表面において横断面がＶ字形など、底側が幅挟の凹溝としておき、被切断材をこの凹溝（溝壁面）において、横断面で、２点接触の支持となるように配置するのがよい。転動を防止できるため、その位置決めが容易となるためである。 In addition, the material of the material to be cut in the laser cutting method of the present invention can be widely applied to a material to be laser cut, and the shape thereof is not limited. However, when the material to be cut is a shaft (or wire) or a round bar with a circular cross section, the bottom side is formed as a concave groove with a narrow width at the bottom, such as a V-shaped cross section on the surface of the base. It is preferable to arrange the cutting material in the concave groove (groove wall surface) so as to support two-point contact in the cross section. This is because rolling can be prevented and positioning is facilitated.

本発明のレーザ切断方法を具体化した第１実施形態例を説明する模式図であって、Ａは正面図、Ｂは平面図、ＣはＡの側面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining 1st Embodiment which actualized the laser cutting method of this invention, Comprising: A is a front view, B is a top view, C is a side view of A. FIG. 図１において、レーザ切断されるまでの過程を説明する切断予定線を含む部分図であって、Ａはレーザ光の照射前、Ｂ、Ｃはレーザ光の照射後の切断溝が深くなる過程、Ｄは切断終了後の説明用の各部分図。FIG. 1 is a partial view including a planned cutting line explaining a process until laser cutting, wherein A is before laser light irradiation, B and C are processes in which a cutting groove is deepened after laser light irradiation, D is a partial view for explanation after the end of cutting. 本発明のレーザ切断方法を具体化した実施形態例を説明する模式図であって、図１において被切断材の固定を回転自在のローラとした図であって、Ａは正面図、Ｂは平面図、ＣはＡの側面図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of the laser cutting method according to the present invention, and is a view in which a material to be cut is fixed as a rotatable roller in FIG. 1, wherein A is a front view and B is a plan view. FIG. C is a side view of A. FIG. 図１において、基台の上面のうち、被切断材を位置決めする部位を凹溝とした変形例を説明する図であって、Ａは正面図、Ｂは平面図、ＣはＡの側面図。In FIG. 1, it is a figure explaining the modification which made the groove | channel the part which positions a to-be-cut material among the upper surfaces of a base, Comprising: A is a front view, B is a top view, C is a side view of A. 本発明のレーザ切断方法を具体化した別の実施形態例を説明する模式図であって、Ａは正面図、Ｂは平面図、ＣはＡの側面図。It is a schematic diagram explaining another example of embodiment which actualized the laser cutting method of this invention, Comprising: A is a front view, B is a top view, C is a side view of A. FIG. 本発明のレーザ切断方法を具体化した別の実施形態例を説明する模式図であって、Ａは正面図、Ｂは平面図、ＣはＡの側面図。It is a schematic diagram explaining another example of embodiment which actualized the laser cutting method of this invention, Comprising: A is a front view, B is a top view, C is a side view of A. FIG.

本発明に係るレーザ切断方法を具体化した実施の形態例（第１実施形態例）について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。ただし、本形態で切断される被切断材１０は、Ｐｔ（白金）製で、横断面円形の直線材（太さ（直径）：１ｍｍ、長さ：５０ｍｍ）とする。切断は、これをその長手方向の中間部位において、その軸線と直角に設定された切断予定線（図１中の線Ｌ１）上において行うものとする。本例では、レーザ切断装置のうち、被切断材１０を位置決め配置する基台２０は、鉄製（例えば、機械構造用炭素鋼製）のものとし、説明を簡易とするために模式図に示したように、上面２２が、平面をなす直方体のブロック状のものとしている。ただし、その上面２２の中間部位は、位置決め配置した被切断材（白金線）１０の切断予定線Ｌ１を含む部位が位置するところであり、照射するレーザ光Ｌａの走査用に、正面視（図１−Ａ参照）、低位をなす凹部２４が設けられている。本例では、被切断材１０は、この基台２０の凹部２４を挟む図１−Ａの左右の上面（平面２２）に、その両側の各部位１３、１５が位置するように架橋状に配置される設定とされている。 An embodiment (first embodiment) embodying a laser cutting method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG. However, the to-be-cut material 10 cut | disconnected by this form is made from Pt (platinum), and is taken as the linear material (thickness (diameter): 1 mm, length: 50 mm) with a circular cross section. The cutting is performed at an intermediate portion in the longitudinal direction on a planned cutting line (line L1 in FIG. 1) set at a right angle to the axis. In this example, in the laser cutting apparatus, the base 20 for positioning and arranging the material to be cut 10 is made of iron (for example, made of carbon steel for mechanical structure), and is shown in a schematic diagram for simplicity of explanation. Thus, the upper surface 22 is a rectangular parallelepiped block. However, the intermediate portion of the upper surface 22 is where the portion including the planned cutting line L1 of the material to be cut (platinum wire) 10 positioned is positioned, and the front view (FIG. 1) is used for scanning of the irradiated laser light La. -Refer to -A), and a recess 24 is formed. In this example, the material to be cut 10 is arranged in a bridge shape so that the respective portions 13 and 15 on both sides thereof are located on the left and right upper surfaces (plane 22) of FIG. 1A sandwiching the recess 24 of the base 20. It is supposed to be set.

しかして、被切断材１０を、平面視（図１−Ｂ参照）、切断予定線Ｌ１の部位が、この基台２０の凹部２４における所定位置となるようにすると共に、凹部２４を挟む、左右の上面２２に、各端側の部位１３、１５が位置するように橋架状に配置して位置決めする。そして、その切断予定線Ｌ１を挟む両側の各部位１３、１５において、基台２０の左右の上面２２に、本例では固定用部材として、テープ状に裁断、形成した柔軟なマグネットシート３０を、着磁（磁石）側が基台２０の各上面２２と対面するようにして被切断材１０にそれぞれ被せる。そして、このマグネットシート３０の端寄り部位を、同基台２０の上面２２にその着磁力によって貼り付ける。これにより、被切断材１０は、基台２０の上面２２に、マグネットシート３０によって、位置決め、固定される。この固定における固定力は、マグネットシート３０の着磁力、及び、それが基台２０の上面２２及び、マグネットシート３０が被切断材１０になじむように変形するときの押え付け力に依存する。なお、このマグネットシート３０は、レーザ光Ｌａの照射による被切断材１０の加熱に伴う熱膨張のうち、切断予定線Ｌ１を起点とする各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張（図１−Ｂ中の左右方向の矢印参照）を許容できるように、そのテープ幅を設定することで、その固定力、又は被切断材１０との接触状態が調節されている。 Thus, the material 10 to be cut is viewed in plan (see FIG. 1-B), and the portion of the planned cutting line L1 is set to a predetermined position in the concave portion 24 of the base 20, and the left and right sides sandwich the concave portion 24. Are arranged in a bridge shape and positioned so that the end portions 13 and 15 are located on the upper surface 22. And in each site | part 13 and 15 on both sides which pinches the cutting | disconnection planned line L1, the flexible magnet sheet | seat 30 cut | judged and formed in the tape shape as a fixing member in this example on the upper surface 22 on either side of the base 20, The material to be cut 10 is placed so that the magnetized (magnet) side faces each upper surface 22 of the base 20. Then, a portion near the end of the magnet sheet 30 is attached to the upper surface 22 of the base 20 by the applied magnetic force. Thereby, the workpiece 10 is positioned and fixed to the upper surface 22 of the base 20 by the magnet sheet 30. The fixing force in this fixing depends on the magnetizing force of the magnet sheet 30 and the pressing force when the magnet sheet 30 is deformed so that it fits the workpiece 20 and the upper surface 22 of the base 20. In addition, this magnet sheet 30 is on the opposite side to the planned cutting line L1 of each of the portions 13 and 15 starting from the planned cutting line L1 in the thermal expansion accompanying the heating of the material 10 to be cut by the irradiation of the laser beam La. By setting the width of the tape so as to allow thermal expansion (see the horizontal arrow in FIG. 1-B), the fixing force or the contact state with the workpiece 10 is adjusted. Yes.

本例におけるレーザ切断は、被切断材１０をこのように固定した状態の下、図示しないレーザ切断装置におけるレーザ光Ｌａの照射ヘッド（図示せず）から、切断箇所において、所定のスポット径（円の直径：十μｍ〜十数μｍ程度）で、所定の出力に設定されたレーザ光Ｌａ（本例では、パルスレーザ）を、上から下に向けて、そのスポット径の中心が切断予定線Ｌ１上に位置するようにして照射する。その照射は、その切断予定線Ｌ１に沿って、例えば往復動の走査（図１−Ｂ中の上下方向の矢印参照）によって行い、これを複数回（例えば１００回）繰返す。１回の往復動の走査では数μｍの深さの切断溝が得られるだけであるが、その走査ごと被切断材１０には、レーザ光Ｌａの照射による加熱、溶融又は蒸発によって切断予定線Ｌ１上に、切断溝１７が次第に深く形成され、最終的に切断される（図２参照）。 Laser cutting in this example is performed with a predetermined spot diameter (circle) from a laser beam La irradiation head (not shown) in a laser cutting apparatus (not shown) with the workpiece 10 fixed in this manner. The laser beam La (in this example, a pulse laser) set to a predetermined output with a diameter of 10 μm to a few dozen μm or so is directed from the top to the bottom, and the center of the spot diameter is the planned cutting line L1 Irradiate so that it is located above. The irradiation is performed along the planned cutting line L1 by, for example, reciprocating scanning (see the vertical arrow in FIG. 1-B), and this is repeated a plurality of times (for example, 100 times). In a single reciprocating scan, only a cutting groove having a depth of several μm is obtained. For each scan, the material to be cut 10 is cut by a line L1 due to heating, melting or evaporation by irradiation with laser light La. On top of this, the cutting grooves 17 are formed deeper and finally cut (see FIG. 2).

この切断過程において、被切断材１０であるＰｔ線は、切断溝（切断予定線Ｌ１）１７を起点として、その加熱、溶融の繰返しにより、これを挟む両側の各部位１３、１５が各端側に向けて熱膨張しようとする（図１−Ｂ中の左右方向の矢印参照）。このとき本例では、被切断材１０が、その熱膨張を許容する固定力又は接触状態にあるマグネットシート３０によって固定されている。このため、Ｐｔ線１０は、その切断過程で熱膨張のうち、切断予定線Ｌ１を起点とする各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張が妨げられることがないから、切断溝１７の位置ずれもなく、その切断溝１７を挟む両側の各部位１３、１５は、図示はしないが、それぞれ、その切断溝１７を起点として切断溝１７と反対側（各端側）に向けて微量、熱膨張する。よって、照射するレーザ光Ｌａのスポット径が微小であり、切断溝幅が極小であるとしても、従来のように、強固な固定によるために熱膨張が妨げられる結果、対向する切断溝壁面相互の間隙を小さくしてしまう、ということが防止されるので、レーザ光Ｌａの溝底への到達が妨げられることもなく、最終的に所望とする切断が得られる。 In this cutting process, the Pt line as the material to be cut 10 starts from the cutting groove (scheduled cutting line L1) 17 and is repeatedly heated and melted so that the portions 13 and 15 on both sides sandwiching the Pt line are on the end sides. (See the left and right arrows in FIG. 1-B). At this time, in this example, the material 10 to be cut is fixed by the magnet sheet 30 in a fixing force or contact state that allows thermal expansion thereof. For this reason, the thermal expansion of the Pt line 10 toward the opposite side of the planned cutting line L1 of each of the parts 13 and 15 starting from the planned cutting line L1 may be hindered during the cutting process. Since there is no displacement of the cutting groove 17, the portions 13 and 15 on both sides sandwiching the cutting groove 17 are not shown, but each side opposite to the cutting groove 17 (each end) A small amount of heat expands toward the side. Therefore, even if the spot diameter of the laser beam La to be irradiated is very small and the cutting groove width is very small, the thermal expansion is hindered due to the strong fixation as in the conventional case. Since the gap is prevented from being reduced, the laser beam La can be prevented from reaching the groove bottom, and finally desired cutting can be obtained.

なお、マグネットシート３０を構成するマグネット側の基材は、通常、弾性のあるゴムであり、それと反対側の表面も柔軟性のある塩化ビニルシートである。このため、被切断材１０が熱膨張するときは、マグネットシート３０自体が変形若しくは変位し、又は、マグネットシート３０に対し、接触状態にある被切断材１０が相対的にスライドするか、これらが組み合わさることで、その各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張が許容される。本例は、被切断材１０が、細い線材のような小物の場合に好適といえる。このマグネットシート３０による固定においては、それが有する磁力、及び同シート自体の弾性、重量等により、レーザ光Ｌａの走査時において、被切断材１０及び切断予定線Ｌ１の位置ズレ（動き）が防止できればよい。一方で、その固定力又は接触状態は、被切断材１０自体の各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張を許容できる必要がある。すなわち、マグネットシート３０は、レーザ切断において必要な位置決めが得られると共に、被切断材１０の熱膨張を妨げない固定力又は接触状態が得られればよく、被切断材１０の形状、大きさ等に応じて、適宜のものを選択すればよい。マグネットシート３０は、そのシートの平面（縦横）寸法を調節、選択することで容易に所望とする固定力が得られるし、着脱が自在であるから、被切断材１０の固定、及びその解除も簡易であり便利である。なお、マグネットシート３０を被せる位置は、加熱による問題が生じない位置とすればよい。また、基台２０が、マグネットが磁着しない、例えば１８−８ステンレス鋼製であるとしても、その上面２２に、別途、スチールシート（鉄板）を積層、固着しておけば、マグネットシートの使用ができる。 In addition, the base material on the magnet side constituting the magnet sheet 30 is usually elastic rubber, and the surface on the opposite side is also a flexible vinyl chloride sheet. For this reason, when the workpiece 10 is thermally expanded, the magnet sheet 30 itself is deformed or displaced, or the workpiece 10 in contact with the magnet sheet 30 slides relatively, By combining, thermal expansion toward the opposite side to the planned cutting line L1 of each of the portions 13 and 15 is allowed. This example can be said to be preferable when the material to be cut 10 is a small object such as a thin wire. In the fixing by the magnet sheet 30, the positional deviation (movement) of the material to be cut 10 and the planned cutting line L1 is prevented during the scanning of the laser light La due to the magnetic force of the magnetic sheet 30 and the elasticity and weight of the sheet itself. I can do it. On the other hand, the fixing force or the contact state needs to allow thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line L1 of the respective parts 13 and 15 of the workpiece 10 itself. That is, the magnet sheet 30 only needs to have a positioning necessary for laser cutting and a fixing force or a contact state that does not hinder the thermal expansion of the material 10 to be cut. An appropriate one may be selected accordingly. The magnetic sheet 30 can easily obtain a desired fixing force by adjusting and selecting the plane (vertical and horizontal) dimensions of the sheet, and can be freely attached and detached, so that the workpiece 10 can be fixed and released. Simple and convenient. It should be noted that the position where the magnet sheet 30 is covered may be a position where a problem due to heating does not occur. Further, even if the base 20 is made of 18-8 stainless steel, for example, where the magnet is not magnetically attached, if a steel sheet (iron plate) is separately laminated and fixed on the upper surface 22, the use of the magnet sheet is possible. Can do.

また、本例では、レーザ光Ｌａを、固定用部材であるマグネットシート３０を被切断材１０に、その各部位１３，１５において被せている側から照射しているため、切断溝１７を起点として、いずれか片側が浮き上がるように変形することを防止できる。すなわち、浮き上がりはレーザ光Ｌａの照射側に向けて生じがちであるところ、本例ではその照射側において、切断溝１７を挟む両側の各部位１３，１５において被切断材１０を押え付ける形で、マグネットシート３０で固定しているため、その変形の発生も防止できるという効果が得られる。 In this example, since the laser beam La is irradiated from the side where the magnet sheet 30 as a fixing member is applied to the material to be cut 10 at the portions 13 and 15, the cutting groove 17 is the starting point. , It is possible to prevent any one side from being deformed so as to be lifted. That is, the lift tends to occur toward the irradiation side of the laser beam La. In this example, on the irradiation side, the material to be cut 10 is pressed at each of the portions 13 and 15 on both sides of the cutting groove 17. Since the magnet sheet 30 is used for fixing, the effect of preventing the deformation can be obtained.

上記実施の形態においては、固定用部材に、マグネットシート３０に代えて、基材に粘着剤層が形成されてなる粘着テープ（又は接着テープ）を用い、これを被切断材１０の上から跨ぐ形で被せ、押さえつけるようにして貼り付け、その粘着テープの両端寄り部位の粘着剤層を基台２０の上面２２に接着して（貼り付けて）もよい。粘着テープは、レーザ切断時において被切断材１０の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張を許容できる粘着力のものを使用すればよい。粘着テープによるときは、それ自体又は粘着剤層自体の変形（歪）によって、その熱膨張を許容することができる。なお、粘着テープは、被切断材１０と接触する部位に、粘着剤層のないものを用いてもよい。この場合には、被切断材１０への粘着剤層の付着がないから、切断後の被切断材１０の処理を容易とし得る。 In the said embodiment, it replaces with the magnet sheet 30 as a fixing member, and uses the adhesive tape (or adhesive tape) by which an adhesive layer is formed in a base material, and this is straddled from on the to-be-cut | disconnected material 10. It is also possible to cover it in a form and attach it so that it is pressed, and attach (stick) the adhesive layer at the part near both ends of the adhesive tape to the upper surface 22 of the base 20. The adhesive tape has an adhesive strength that can allow thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each of the parts starting from the planned cutting line among the thermal expansion of the material to be cut 10 at the time of laser cutting. Can be used. When using an adhesive tape, its thermal expansion can be allowed by deformation (distortion) of itself or the adhesive layer itself. In addition, you may use an adhesive tape without an adhesive layer in the site | part which contacts the to-be-cut material 10. FIG. In this case, since there is no adhesion of the adhesive layer to the material 10 to be cut, the processing of the material 10 to be cut after cutting can be facilitated.

以下、本願発明のレーザ切断方法を具体化した他の各実施例について説明する。ただし、以下の各例は前記例と、レーザ切断における被切断材１０の熱膨張のうち、前記切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張を許容する固定手段、ないし、その許容の仕方が異なるだけである。また、切断溝１７の溝壁面相互が狭くなったり、くっ付いたりして所望とする切断が得られない、という事態の発生を防止できるという基本的な効果も共通する。このため、以下の各例では前記相違点を中心として説明し、前記例と同一部位、又は相当する部位には、同一の符号を付すに止め、適宜、その説明を省略する。 Hereinafter, other embodiments embodying the laser cutting method of the present invention will be described. However, in each of the following examples, of the thermal expansion of the material 10 to be cut in laser cutting, the thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line is performed. Only the fixing means to be allowed or the way to allow is different. In addition, the basic effect of preventing occurrence of a situation in which a desired cutting cannot be obtained due to narrowing or sticking of the groove wall surfaces of the cutting groove 17 is also common. For this reason, in the following each example, it demonstrates centering on the said difference, it attaches | subjects the same code | symbol to the site | part same as the said example, or a site | part corresponded, and the description is abbreviate | omitted suitably.

図３は、図１におけるマグネットシート３０に代えて、固定用部材を、回転自在のローラ（円形ローラ）４０としたものである。すなわち、被切断材１０の熱膨張のうち、切断予定線Ｌ１を起点とする各部位１３、１５の切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張によってそのローラ４０が回転するように、基台２０の上面２２に配置された被切断材１０の切断予定線Ｌ１を挟むその両側の各部位１３、１５において、それぞれ上から、ローラ４０を外周面が当接状態となるようにして、軸受（図示せず）を介して配置したものである。なお、図３においては、要すればバネを介して、ローラ４０が被切断材１０を適度の力で押え付けるようにしてもよい。また、図３のローラ４０においては、外周面が凹溝（Ｖ溝）状とされており、その当接により、被切断材１０の転動防止が図られている。このようにしておけば、被切断材１０の各部位１３、１５の切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張（又は収縮）に応じて、ローラ４０が、図３−Ａ中に示したように回転するため、それを許容することができる。なお、基台２０の上面２２において、別途、被切断材１０の転動防止が図られている場合には、外周面が平のローラでもよい。本例は、長寸の棒材や、熱膨張が大きい被切断材１０のレーザ切断に好適といえる。この例からも理解されるが、被切断材１０の基台２０への固定を、固定用部材を被切断材１０に被せることによる場合でも、固定用部材は基台２０の表面に吸着等させる必要は必ずしもない。固定用部材は、切断時における被切断材の位置決めができ、かつ被切断材の熱膨張のうち、切断予定線を起点とする前記各部位の該切断予定線と反対側に向けての熱膨張を妨げなければよいためである。 FIG. 3 shows a structure in which a fixing member is a rotatable roller (circular roller) 40 instead of the magnet sheet 30 in FIG. That is, of the thermal expansion of the material 10 to be cut, the roller 40 is rotated by the thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line L1 of the portions 13 and 15 starting from the planned cutting line L1. Bearings are formed so that the outer peripheral surfaces of the rollers 40 are in contact with each other at the respective portions 13 and 15 on both sides sandwiching the planned cutting line L1 of the workpiece 10 disposed on the upper surface 22 of the table 20. (Not shown). In FIG. 3, the roller 40 may press the material to be cut 10 with an appropriate force via a spring if necessary. Moreover, in the roller 40 of FIG. 3, the outer peripheral surface is made into a concave groove (V groove) shape, and the rolling of the to-be-cut material 10 is aimed at by the contact. If it does in this way, according to the thermal expansion (or shrinkage | contraction) toward the cutting line L1 of each site | part 13 and 15 of the to-be-cut material 10, the roller 40 will show in FIG. 3-A. It can be tolerated. In addition, in the upper surface 22 of the base 20, when the rolling prevention of the to-be-cut material 10 is planned separately, a roller with a flat outer peripheral surface may be sufficient. This example can be said to be suitable for laser cutting of a long bar or a material 10 having a large thermal expansion. As can be understood from this example, even when the workpiece 10 is fixed to the base 20 by covering the workpiece 10 with the fixing member, the fixing member is adsorbed on the surface of the base 20. There is no necessity. The fixing member can position the material to be cut at the time of cutting, and among the thermal expansion of the material to be cut, the thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line It is because it is good if it does not disturb.

なお、上記各例では、被切断材１０を載置する基台２０の表面（上面２２）が平面である場合で説明したが、本発明では、その上面（表面）２２は、被切断材の形状、構造によって適宜のものを選択すればよい。例えば、被切断材が、上記例におけるような、横断面円形の線材（又は、丸棒）であり、これを切断するような場合には、図４に示したように、基台２０の上面（表面）２２において横断面がＶ字形など、底側が幅挟の凹溝２６を設けておき、被切断材１０をこの凹溝２６内において、横断面で２点接触の支持となるようにしておいてもよい。このようにしておけば、被切断材１０が転動するのを防止できるため、その分、位置決めが容易になる。図４は、固定用部材をマグネットシート３０とした場合を図示しているが、粘着テープやローラを用いる場合でも同様のことが言える。なお、凹溝２６は、図４に示したように、被切断材１０が基台２０の上面（表面）２２より低位とならないようにしておくとよい。 In each of the above examples, the surface (upper surface 22) of the base 20 on which the workpiece 10 is placed is described as a flat surface. However, in the present invention, the upper surface (front surface) 22 is formed of the workpiece. An appropriate one may be selected depending on the shape and structure. For example, when the material to be cut is a wire (or a round bar) having a circular cross section as in the above example, and this is cut, the upper surface of the base 20 as shown in FIG. A concave groove 26 having a V-shaped cross section on the front surface 22 and having a width on the bottom side is provided, and the workpiece 10 is supported within the concave groove 26 so as to support two-point contact in the cross section. It may be left. If it does in this way, since it can prevent that the to-be-cut material 10 rolls, positioning will become easy by that much. Although FIG. 4 illustrates the case where the fixing member is the magnet sheet 30, the same can be said even when an adhesive tape or a roller is used. In addition, as shown in FIG. 4, the groove 26 may be such that the material to be cut 10 does not become lower than the upper surface (surface) 22 of the base 20.

さて次に、別例について図５を参照しながら説明する。本例では、図５に示したように、基台２０の上面（表面）２２に粘着剤層６０を形成しておき、被切断材１０をこの粘着剤層６０の粘着力で固定することとしたものである。すなわち、本例では、この基台２０の上面２２に形成した粘着剤層６０の上に、被切断材１０を位置決め配置して、その粘着剤層６０の粘着性によって、被切断材１０を固定し、その状態の下で、切断予定線Ｌ１に沿ってレーザ切断するようにしたものである。粘着剤層６０は、レーザ光Ｌａの照射における被切断材１０の熱膨張のうち、切断予定線Ｌ１を起点とする各部位１３，１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張を許容することのできる粘着力となるように形成しておけばよい。このような粘着剤層６０により、被切断材１０を基台２０へ固定した場合におけるその熱膨張は、粘着剤層６０の変形、変位により許容される。すなわち、被切断材１０の各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張に対しては、粘着剤層６０が被切断材１０との接触面側で、その膨張に追随するように変形することによって、その熱膨張を許容する。粘着剤層６０の形成は、粘着剤を基台（表面の適所）２０に、被切断材１０の固定のための面積に対応して適宜の面積で塗布するか、粘着両面テープを基台２０に貼り付けることでよい。粘着剤は、粘着性が長時間もつものから選択するのがよい。本例は、被切断材１０が、細い線材のように小物である場合に好適である。 Next, another example will be described with reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 5, the adhesive layer 60 is formed on the upper surface (surface) 22 of the base 20, and the material to be cut 10 is fixed by the adhesive force of the adhesive layer 60. It is a thing. That is, in this example, the material to be cut 10 is positioned on the pressure-sensitive adhesive layer 60 formed on the upper surface 22 of the base 20, and the material to be cut 10 is fixed by the adhesiveness of the pressure-sensitive adhesive layer 60. In this state, laser cutting is performed along the planned cutting line L1. The pressure-sensitive adhesive layer 60 has thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line L1 of each of the portions 13 and 15 starting from the planned cutting line L1 in the thermal expansion of the material 10 to be cut in the irradiation with the laser beam La. It may be formed so as to have an adhesive strength that can tolerate. The thermal expansion when the material to be cut 10 is fixed to the base 20 by such an adhesive layer 60 is allowed by deformation and displacement of the adhesive layer 60. That is, with respect to the thermal expansion of the portions 13 and 15 of the material to be cut 10 toward the side opposite to the planned cutting line L1, the adhesive layer 60 is expanded on the contact surface side with the material to be cut 10. The thermal expansion is allowed by deforming so as to follow. The pressure-sensitive adhesive layer 60 is formed by applying the pressure-sensitive adhesive to the base (appropriate position on the surface) 20 in an appropriate area corresponding to the area for fixing the material to be cut 10, or using a pressure-sensitive adhesive double-sided tape as the base 20. You can paste it on. The pressure-sensitive adhesive is preferably selected from those having long-lasting adhesiveness. This example is suitable when the material to be cut 10 is a small object such as a thin wire.

次に、本発明のレーザ切断方法の別例について図６に基づき説明する。上記各例では、被切断材１０の熱膨張を許容するための手段を、従来の強固な固定手段から、それぞれ変更したものといえるが、本例では、その固定手段の変更によることなく、各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張を許容させるようにしたものである。すなわち、本例では、基台１２０を、一つの直線軌道１００上において、相互に離間又は近接ができるように、それぞれスライド自在に配置された２つのものからなっている。そして、被切断材１０を、切断予定線Ｌ１を挟む両側の各部位１３、１５において、各基台１２０、１２０の上面１２２に、それぞれクランプ等の押さえジグ（固定手段）７０、７０で、固定しておくというものである。本例では、２つの基台（例えば、スライドユニット）１２０，１２０が、直線軌道（レール）１００上において、それぞれスライド自在に配置されていることから、その静止状態の下でレーザ切断する場合において、被切断材１０に、各部位１３、１５の該切断予定線Ｌ１と反対側に向けての熱膨張が生じた場合には、その熱膨張に応じて基台１２０、１２０相互が離間するように直線軌道１００上をスライドする（図６中の左右方向の矢印参照）。これにより、その熱膨張が許容される。したがって、被切断材１０の各基台１２０、１２０に対する固定は、クランプ等の押さえジグ（固定手段）７０で、従来と同様に強固に行うことができる。このため、長い、又は太い棒（丸棒、角棒）や、熱膨張量が大きい、しかも大物の被切断材のレーザ切断に好適といえる。すなわち、マグネットシートや粘着剤層の使用では、大物の正確な位置決め固定には難があるところ、本例では、その確実な固定をしたとしても、熱膨張の許容が得られるためである。 Next, another example of the laser cutting method of the present invention will be described with reference to FIG. In each of the above examples, it can be said that the means for allowing thermal expansion of the material to be cut 10 has been changed from the conventional strong fixing means, but in this example, each change is made without changing the fixing means. Thermal expansion toward the opposite side to the planned cutting line L1 of the parts 13 and 15 is allowed. That is, in this example, the base 120 is composed of two slidably arranged on the single linear track 100 so as to be separated from each other or close to each other. Then, the material 10 to be cut is fixed to the upper surfaces 122 of the bases 120 and 120 by pressing jigs (fixing means) 70 and 70 such as clamps at the respective portions 13 and 15 on both sides of the planned cutting line L1. It is to keep. In this example, since the two bases (for example, slide units) 120 and 120 are slidably arranged on the linear track (rail) 100, respectively, when laser cutting is performed under the stationary state. When the thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line L1 of the portions 13 and 15 occurs in the material 10 to be cut, the bases 120 and 120 are separated from each other according to the thermal expansion. Is slid on the straight track 100 (see arrows in the left-right direction in FIG. 6). Thereby, the thermal expansion is permitted. Therefore, the workpiece 10 can be fixed to the bases 120 and 120 firmly with a pressing jig (fixing means) 70 such as a clamp as in the prior art. For this reason, it can be said that it is suitable for laser cutting of a long or thick bar (round bar, square bar), a large amount of thermal expansion, and a large workpiece. That is, the use of a magnet sheet or an adhesive layer makes it difficult to accurately position and fix a large material, but in this example, even if the fixing is performed reliably, thermal expansion is allowed.

上記各例では、被切断材が、横断面が円形の軸材（又は線材）又は丸棒の場合で説明したが、本発明は、角棒や平板等の切断においても適用できることは前記した通りである。また、被切断材の材質はＰｔに限られず、レーザ切断の対象とされる被切断材に広く適用できる。特に、細い貴金属をレーザで精密切断する場合のように、切断における切断材料のロスを低減したいために、切断溝幅を小さく、しかも、高精度の切断面で切断したい場合に好適である。なお、本発明は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、その他の公知の各種のレーザを用いたレーザ切断方法（レーザ切断機の使用）において広く適用できる。また、パルスレーザによる場合に限らず、連続発信レーザでも、その切断において、熱膨張を許容すべき場合に広く適用できる。 In each of the above examples, the material to be cut has been described in the case of a shaft (or wire) or a round bar having a circular cross section. However, as described above, the present invention can also be applied to cutting a square bar, a flat plate, or the like. It is. Further, the material of the material to be cut is not limited to Pt, and can be widely applied to the material to be cut that is a target of laser cutting. In particular, it is suitable for a case where it is desired to cut the width of the cutting groove with a high-precision cutting surface in order to reduce the loss of the cutting material in cutting, as in the case of precision cutting of a thin noble metal with a laser. The present invention can be widely applied to a laser cutting method (use of a laser cutting machine) using a CO2 laser, a YAG laser, and other known various lasers. Further, not only the case of using a pulse laser but also a continuous wave laser can be widely applied when thermal expansion should be allowed in the cutting.

１０被切断材
１３，１５切断予定線を挟む両側の各部位
２０、１２０基台
３０マグネットシート（固定用部材）
５０ローラ（固定用部材）
６０粘着剤層
１００直線軌道（レール）
Ｌ１切断予定線
Ｌａレーザ光 10 Material to be cut 13 and 15 Each part 20 and 120 on both sides across the planned cutting line 30 Base 30 Magnet sheet (fixing member)
50 Roller (fixing member)
60 Adhesive layer 100 Straight track (rail)
L1 Planned cutting line La Laser light

Claims

A material to be cut is disposed at a predetermined position of the base, and the laser light that is irradiated with a predetermined spot diameter is fixed to the base at each part on both sides of the cutting planned line set thereto. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning along the planned cutting line,
Fixing of the material to be cut to the base is directed to the opposite side of the planned cutting line of each of the parts starting from the planned cutting line in the thermal expansion of the cut material due to the irradiation of the laser beam. are performed by the fixing force or contact with the thermal expansion is permitted in Te, during cutting of該被cutting material by the irradiation of the laser beam, the respective portions of該被cutting member sandwiching the cutting line, opposing after cutting A laser cutting method characterized by thermally expanding toward the opposite side of the planned cutting line as a starting point so that the cut surfaces to be bonded do not stick to each other .

The laser cutting method according to claim 1, wherein the workpiece is fixed to the base by covering the workpiece with a fixing member.

The laser cutting method according to claim 2, wherein the base is made of a metal having a magnetic attractive force, and the fixing member is attracted to the base as a magnet sheet.

4. The laser cutting method according to claim 2, wherein the laser light is irradiated from a side where the fixing member is placed on the material to be cut. 5.

A material to be cut is disposed at a predetermined position of the base, and the laser light that is irradiated with a predetermined spot diameter is fixed to the base at each part on both sides of the cutting planned line set thereto. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning along the planned cutting line,
Fixing of the material to be cut to the base is directed to the opposite side of the planned cutting line of each of the parts starting from the planned cutting line in the thermal expansion of the cut material due to the irradiation of the laser beam. A pressure-sensitive adhesive layer is formed on the surface of the base so that thermal expansion is permitted, and the material to be cut is fixed by the pressure-sensitive adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer, and the cover is formed by irradiation with the laser beam. When cutting the cutting material, each part of the material to be cut sandwiching the planned cutting line is thermally expanded toward the opposite side from the planned cutting line as a starting point so that the cut surfaces facing each other after cutting do not stick to each other. A laser cutting method characterized by the above.

A material to be cut is disposed at a predetermined position of the base, and the laser light that is irradiated with a predetermined spot diameter is fixed to the base at each part on both sides of the cutting planned line set thereto. In the laser cutting method of cutting the material to be cut by melting or evaporating along the planned cutting line by scanning along the planned cutting line,
The base is set as two bases slidably arranged on one linear track, and the material to be cut is fixed to each base at each part on both sides of the planned cutting line. Of the thermal expansion of the material to be cut by the laser light irradiation, each base is cut by thermal expansion toward the opposite side of the planned cutting line of each part starting from the planned cutting line. A laser cutting method characterized by sliding toward the opposite side of the planned line.