JP7102098B2 - 液体誘導レーザ切断工具用の保護シールド - Google Patents
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Description
[実施態様1]
標的(170)対向面を有する剛体を備え、
前記剛体は、液体誘導レーザ経路(132、212、312)を受け入れる直径(416、422)を有する貫通穴(222)を画定するとともに、前記剛体は、この剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)の長さを規定する厚さを有し、
前記剛体の厚さは、前記貫通穴(222)の直径(416、422)の少なくとも2倍であり、
それにより、前記剛体は、液体誘導レーザシステム(100)の液体誘導レーザ経路(132、212、312)内で前記液体誘導レーザシステム(100)の放出ノズル(124)と標的(170)との間に位置される、
シールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様2]
前記剛体は、200Gpaよりも大きいヤング率を有する材料から構成される実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様3]
前記剛体は、タングステンカーバイド、窒化ホウ素、および、セラミックマトリックス複合材料から選択される材料から構成される実施態様2記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様4]
前記剛体は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)付近で実質的に非反射性である実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様5]
前記剛体が全ての表面上で実質的に非反射性である実施態様4記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様6]
前記剛体の厚さと前記貫通穴(222)の直径(416、422)との間の比率が2:1~10:1の範囲内である実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様7]
前記剛体が円柱であり、前記剛体の厚さが前記円柱の高さであり、前記円柱の直径(416、422)が前記貫通穴(222)の直径(416、422)の少なくとも3倍である実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様8]
前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)に対する前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)の位置を維持しつつ前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)を前記液体誘導レーザシステム(100)の前記放出ノズル(124)から分離するノズルキャップ(150)に取り外し可能に接続される実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様9]
前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)がシールドハウジング(164、240)内に配置され、前記シールドハウジング(164、240)が前記ノズルキャップ(150)に接続される実施態様8記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様10]
前記貫通穴(222)の直径(416、422)は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)中の液体誘導レーザビーム(310)の直径(416、422)より大きいとともに、前記貫通穴(222)を貫く前記液体誘導レーザビーム(310)付近で保護ガス層の通過を受け入れる実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様11]
前記剛体は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)のための前記貫通穴(222)ではない少なくとも1つの排出機能部を更に画定する実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様12]
前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)は、最初に、前記貫通穴(222)を伴わないブランクとして液体誘導レーザシステム(100)の液体誘導レーザ経路(132、212、312)内に位置され、前記液体誘導レーザシステム(100)は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)内に前記貫通穴(222)を形成するために液体誘導レーザビーム(310)を使用する実施態様1記載のシールド(100、130、160、220、320、400、800)。
[実施態様13]
液体誘導レーザシステム(100)内でシールド(100、130、160、220、320、400、800)を使用する方法であって、
標的(170)対向面を有する剛体を備える前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)を液体誘導レーザシステム(100)の液体誘導レーザ経路(132、212、312)内で前記液体誘導レーザシステム(100)の放出ノズル(124)と標的(170)との間に位置決めするステップを備え、
前記剛体は、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)を受け入れる直径(416、422)を有する貫通穴(222)を画定するとともに、前記剛体は、この剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)の長さを規定する厚さを有し、
前記剛体の厚さは、前記貫通穴(222)の直径(416、422)の少なくとも2倍であり、
前記液体誘導レーザシステム(100)の動作中に前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)を保護して、材料を前記標的(170)対向面から偏向させるステップを備える、
方法。
[実施態様14]
剛体を位置決めする前記ステップは、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)に対する前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)の位置を維持しつつ前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)を前記液体誘導レーザシステム(100)の前記放出ノズル(124)から分離するノズルキャップ(150)に対して前記剛体を取り外し可能に接続するステップを備える実施態様13記載の方法。
[実施態様15]
剛体を位置決めする前記ステップは、前記剛体をシールドハウジング(164、240)内に挿入するステップを更に備え、前記シールドハウジング(164、240)が前記ノズルキャップ(150)に接続される実施態様14記載の方法。
[実施態様16]
前記剛体は、最初に、前記貫通穴(222)を伴わないブランクとして液体誘導レーザシステム(100)の液体誘導レーザ経路(132、212、312)内に位置され、前記方法は、
前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)内に前記剛体を貫く前記貫通穴(222)を形成する液体誘導レーザビーム(310)を生み出すために前記液体誘導レーザシステム(100)を使用するステップを更に備える実施態様13記載の方法。
[実施態様17]
前記貫通穴(222)を形成するために前記液体誘導レーザシステム(100)を使用する前記ステップは、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)のための前記貫通穴(222)ではない前記剛体により画定される少なくとも1つの排出機能部を通じて前記剛体と前記液体誘導レーザシステム(100)の前記放出ノズル(124)との間からの過剰な流体を排出するステップを備える実施態様16記載の方法。
[実施態様18]
前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)が前記液体誘導レーザシステム(100)の摩耗部であり、前記方法は、摩耗したシールド(100、130、160、220、320、400、800)を前記液体誘導レーザシステム(100)から除去することによって前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)を定期的に交換して、摩耗したシールド(100、130、160、220、320、400、800)を交換シールド(100、130、160、220、320、400、800)に置き換えるステップを更に備え、第1のシールド(100、130、160、220、320、400、800)および第2のシールド(100、130、160、220、320、400、800)は、それらが同じ液体誘導レーザ経路(132、212、312)を維持するように位置される実施態様13記載の方法。
[実施態様19]
液体誘導レーザ経路(132、212、312)を画定する放出ノズル(124)を有するとともに、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)に沿って液体誘導レーザビーム(310)を生成できる液体誘導レーザシステム(100)と、
標的(170)対向面を有する剛体を備え、前記剛体が、前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)を受け入れる直径(416、422)を有する貫通穴(222)を画定するとともに、前記剛体が、この剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)の長さを規定する厚さを有し、前記剛体の厚さが、前記貫通穴(222)の直径(416、422)の少なくとも2倍であり、それにより、前記剛体が、前記液体誘導レーザシステム(100)の前記液体誘導レーザ経路(132、212、312)内で前記液体誘導レーザシステム(100)の前記放出ノズル(124)と標的(170)との間に位置される、シールド(100、130、160、220、320、400、800)と、
を備えるシステム。
[実施態様20]
前記液体誘導レーザシステム(100)の前記放出ノズル(124)と前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)との間に位置されるノズルキャップ(150)を更に備え、前記シールド(100、130、160、220、320、400、800)が前記ノズルキャップ(150)に取り付けられる実施態様19記載のシステム。
110 レーザ源
112 レーザ光学素子モジュール
114 横方向位置決めアセンブリ
120 結合アセンブリ
122 液体源
124 放出ノズル
126 ガス源
130 レーザビーム
132 レーザ経路
140 保護ガス
150 ノズルキャップ
152 チップ面
154 ビーム開口
160 シールド
162 貫通穴
164 シールドハウジング
166 取り付けアセンブリ
170 標的
200 一部
210 レーザビーム
212 レーザ経路
214 ビーム開口
216 構成要素
218 保護ガス
220 シールド
222 貫通穴
224 内面
226 構成要素対向面
228 標的対向面
230 外側面
240 シールドハウジング
242 側壁
244 棚
246 コネクタ
270 標的
300 一部
310 レーザビーム
312 レーザ経路
314 ビーム開口
316 構成要素
318 取り付け面
320 シールド
322 貫通穴
324 内面
326 構成要素対向面
328 標的対向面
330 外側面
340 コネクタ
370 標的
400 シールド
410 ノズル対向面
412 標的対向面
414 側壁面
416 直径
418 高さ
420 貫通穴
422 直径
430 排出機能部
432 排出機能部
434 排出機能部
600 シールドブランク
600 シールドブランクの例
610 上端面
612 下端面
614 側面
630 排出機能部
632 排出機能部
634 排出機能部
800 シールド
810 上端面
812 下端面
814 側面
820 貫通穴
1000 方法の例
1010 ステップ
1020 ステップ
1030 ステップ
1040 ステップ
1050 ステップ
1060 ステップ
Claims (9)
- 標的対向面(228,328)を有する円柱形状の剛体からなるシールド(160,220,320,400,800)であって、
前記剛体が、液体誘導レーザ経路(132,212,312)を受け入れる直径(422)を有する貫通穴(162,222,322,420,820)を画定するとともに、前記剛体が、該剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)の長さを規定する厚さ(418)を有し、
前記剛体の厚さ(418)が、前記貫通穴(162,222,322,420,820)の直径(422)の少なくとも2倍であり、
前記剛体が、液体誘導レーザシステム(100,200,300)の前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)内で前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)と標的(170,270,370)との間に配置され、かつ
当該シールド(160,220,320,400,800)が、ノズルキャップ(150,216,316)に取り外し可能に接続され、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)に対する当該シールド(160,220,320,400,800)の位置を維持しつつ当該シールド(160,220,320,400,800)を前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)から分離し、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、チップ面(152)と、液体誘導レーザビーム(130,210,310)が該ノズルキャップ(150,216,316)を通過できるようにするためのビーム開口(154)とを含んでいる、シールド(160,220,320,400,800)。 - 前記剛体が、200GPaよりも大きいヤング率を有する材料から構成される、請求項1に記載のシールド(160,220,320,400,800)。
- 前記剛体が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)付近で実質的に非反射性である、請求項1に記載のシールド(160,220,320,400、800)。
- 前記剛体の厚さ(418)と前記貫通穴(162,222,322,420,820)の直径(422)との間の比率が2:1~10:1の範囲内である、請求項1に記載のシールド(160,220,320,400,800)。
- 液体誘導レーザシステム(100,200,300)内でシールド(160,220,320,400,800)を使用する方法であって、当該方法が
標的対向面(228,328)を有する円柱形状の剛体からなるシールド(160,220,320,400,800)を前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の液体誘導レーザ経路(132,212,312)内で前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)と標的(170,270,370)との間に配置するステップ
を含んでおり、
前記剛体が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)を受け入れる直径(422)を有する貫通穴(162,222,322,420,820)を画定するとともに、前記剛体が、該剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)の長さを規定する厚さ(418)を有し、
前記剛体の厚さ(418)が、前記貫通穴(162,222,322,420,820)の直径(422)の少なくとも2倍であり、当該方法が、さらに、
前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の動作中に前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)を保護して、材料を前記標的対向面(228,328)から偏向させるステップ
を含んでおり、
前記シールド(160,220,320,400,800)を配置するステップが、ノズルキャップ(150,216,316)に前記シールド(160,220,320,400,800)を取り外し可能に接続することを含んでおり、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)に対する前記シールド(160,220,320,400,800)の位置を維持しつつ前記シールド(160,220,320,400,800)を前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)から分離し、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、チップ面(152)と、液体誘導レーザビーム(130,210,310)が該ノズルキャップ(150,216,316)を通過できるようにするためのビーム開口(154)とを含んでいる、方法。 - 前記剛体が、最初に、前記貫通穴(162,222,322,420,820)を伴わないブランクとして液体誘導レーザシステム(100,200,300)の前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)内に配置され、当該方法が、
前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)内に前記剛体を貫く前記貫通穴(162,222,322,420,820)を形成する液体誘導レーザビーム(130,210,310)を生み出すために前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)を使用するステップを更に含む、請求項5に記載の方法。 - 前記貫通穴(162,222,322,420,820)を形成するために前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)を使用するステップが、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)のための前記貫通穴(162,222,322,420,820)ではない前記剛体により画定される少なくとも1つの排出機能部を通じて前記剛体と前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の前記放出ノズル(124)との間からの過剰な流体を排出するステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記シールド(160,220,320,400,800)が前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の摩耗部であり、当該方法が、摩耗したシールド(160,220,320,400,800)を前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)から除去し、前記摩耗したシールド(160,220,320,400,800)を交換シールド(160,220,320,400,800)に置き換えることによって前記シールド(160,220,320,400,800)を定期的に交換するステップを更に含んでおり、第1のシールド(160,220,320,400,800)及び第2のシールド(160,220,320,400,800)が、同じ液体誘導レーザ経路(132,212,312)を維持するように配置される、請求項6に記載の方法。
- 液体誘導レーザ経路(132,212,312)を画定する放出ノズル(124)を有するとともに、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)に沿って液体誘導レーザビーム(130,210,310)を生成できる液体誘導レーザシステム(100,200,300)と、
標的対向面(228,328)を有する円柱形状の剛体からなるシールド(160,220,320,400,800)であって、前記剛体が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)を受け入れる直径(422)を有する貫通穴(162,222,322,420,820)を画定するとともに、前記剛体が、該剛体を貫く前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)の長さを規定する厚さ(418)を有し、前記剛体の厚さ(418)が、前記貫通穴(162,222,322,420,820)の直径(422)の少なくとも2倍であり、前記剛体が、前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)内で前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の前記放出ノズル(124)と標的(170,270,370)との間に配置される、シールド(160,220,320,400,800)と
前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)と前記シールド(160,220,320,400,800)との間に配置されるノズルキャップ(150,216,316)と
を備えるシステムであって、前記シールド(160,220,320、400、800)が前記ノズルキャップ(150,216,316)に取り外し可能に取り付けられて、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、前記液体誘導レーザ経路(132,212,312)に対する前記シールド(160,220,320,400,800)の位置を維持しつつ前記シールド(160,220,320,400,800)を前記液体誘導レーザシステム(100,200,300)の放出ノズル(124)から分離し、前記ノズルキャップ(150,216,316)が、チップ面(152)と、液体誘導レーザビーム(130,210,310)が該ノズルキャップ(150,216,316)を通過できるようにするためのビーム開口(154)とを含んでいる、システム。
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