JP7320889B2 - Laser processing method - Google Patents
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Description
本発明は、レーザによる加工を行うレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method for performing laser processing.
近年、レーザの光軸方向に延びる円筒状の照射領域を、その光軸と交差する方向へ変位させることにより、この照射領域が通過する加工対象物の表面側に加工面を形成する技術が提案されている(特許文献1) 。この加工方法は、機械的な加工方法に比べて機械的損傷を減らし滑らかに加工面を形成できるという点で優れた加工方法である。 In recent years, a technique has been proposed in which a cylindrical irradiation area extending in the direction of the optical axis of a laser is displaced in a direction that intersects the optical axis, thereby forming a processing surface on the surface side of the workpiece through which the irradiation area passes. (Patent Document 1). This processing method is an excellent processing method in that mechanical damage can be reduced and a smooth processed surface can be formed as compared with a mechanical processing method.
この種の加工方法は、例えば、すくい面および逃げ面で形成された角部を有する切削工具のように、それぞれ隣接する2つの面で形成された角部を有する加工対象物における角部の再生、といった用途でも用いられている。具体的には、すくい面または逃げ面の拡がる方向に沿って光軸が延びるようにレーザを照射させ、このレーザを変位させることによって、角部に加工面として新たなすくい面または逃げ面を形成することができる。 This type of machining method is used for corner regeneration in workpieces having corners formed by two adjacent surfaces, such as cutting tools having corners formed by a rake face and a flank face. It is also used for purposes such as Specifically, a laser is irradiated so that the optical axis extends along the direction in which the rake face or flank face expands, and by displacing this laser, a new rake face or flank face is formed as a machined face at the corner. can do.
ただ、この加工に際しては、レーザの照射に伴う熱が角部に集中してアブレーションを引き起こし、これにより角部における表面粗さが全体にわたって一様ではなくなり、部分的に表面粗さが大きく異なった状態になる懸念がある。そのため、レーザによる加工は、精密加工用の切削工具のように高い加工精度を求められる加工対象物の加工には必ずしも有効ではない、という課題があった。 However, during this process, the heat generated by the laser irradiation concentrates on the corners, causing ablation. I am worried about the situation. Therefore, there is a problem that laser processing is not necessarily effective for processing objects that require high processing accuracy, such as cutting tools for precision processing.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い加工精度を求められる加工対象物の加工に対しても有効に用いることのできるレーザ加工方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and its object is to provide a laser processing method that can be effectively used for processing a workpiece that requires high processing accuracy. is.
上記課題を解決するため第1局面は、所定の面に沿って拡がる第1領域、および、前記第1領域のなす面と交差する面に沿って拡がる第2領域が隣接して形成された角部を有する加工対象物を準備する準備手順と、前記加工対象物に対し、前記第2領域の拡がる面方向に沿って光軸が延びるようにレーザを照射させる照射手順と、前記レーザの光軸を、前記第2領域のなす面と交差する方向、および、前記第2領域の拡がる面方向のいずれか一方または両方に沿って変位させることで、前記レーザにより前記角部に新たな前記第2領域となる加工面を形成する加工手順と、を備え、前記加工対象物として、前記加工対象物の1/20以上となる熱伝導率を有する材料により、少なくとも前記第1領域から前記第2領域に至る境界領域がマスキングされたものを用いる、レーザ加工方法である。 In order to solve the above problems, a first aspect provides a corner formed by adjoining a first region extending along a predetermined plane and a second region extending along a plane intersecting the plane formed by the first region. a preparation procedure for preparing a workpiece having a part; an irradiation procedure for irradiating the workpiece with a laser so that an optical axis extends along a surface direction in which the second region spreads; and an optical axis of the laser. is displaced along one or both of the direction intersecting the plane formed by the second region and the plane direction in which the second region spreads, so that the second region is newly formed at the corner by the laser. and a processing procedure for forming a processing surface to be a region, and a material having a thermal conductivity of 1/20 or more of the processing object as the processing object, at least from the first region to the second region This is a laser processing method that uses a masked boundary region leading to .
また、この局面においては、以下に示す第2局面のようにしてもよい。 Further, in this aspect, the following second aspect may be adopted.
第2局面においては、前記加工対象物として、前記加工対象物の1/11以上となる熱伝導率を有する材料により、少なくとも前記第1領域から前記第2領域に至る境界領域がマスキングされたものを用いる。 In the second aspect, as the object to be processed, at least a boundary region from the first region to the second region is masked with a material having a thermal conductivity of 1/11 or more of the object to be processed. Use
また、上記各局面においては、以下に示す第3局面のようにしてもよい。 Moreover, in each of the above aspects, a third aspect shown below may be used.
第3局面において、前記照射手順では、前記第2領域の拡がる面方向に沿い、かつ、前記第1領域から第2領域に至る方向または前記第2領域から前記第1領域に至る方向に光軸が延びるようにレーザを照射させる。 In the third aspect, in the irradiation procedure, the optical axis extends along the surface direction of the second region and in the direction from the first region to the second region or in the direction from the second region to the first region. The laser is irradiated so that the
また、この局面においては、以下に示す第4局面のようにしてもよい。 Moreover, in this aspect, it may be like the 4th aspect shown below.
第4局面において、前記加工手順では、前記レーザの光軸を、前記第2領域の拡がる面方向に沿って変位させる際、前記第1領域と前記第2領域とで形成される稜線に沿って変位させる。 In the fourth aspect, in the processing procedure, when displacing the optical axis of the laser along the plane direction in which the second region spreads, along a ridgeline formed by the first region and the second region Displace.
本願出願人は、それぞれ隣接する2つの面で形成された角部を有する加工対象物をレーザで加工する場合に、レーザの照射に伴う熱が角部に集中することを抑制する方法として、角部をマスキングすることに着想し、後述のように、どのような材料によりマスキングすることが効果的であるか、評価試験を実施している。その結果、加工対象物の1/20(より望ましくは1/11)以上という熱伝導率を有する材料によりマスキングすることが、レーザの照射に起因するアブレーションの発生を効果的に抑制できることを見出した。 The applicant of the present application has proposed a method for suppressing the concentration of heat due to laser irradiation on a corner when processing an object having a corner formed by two adjacent surfaces with a laser. I came up with the idea of masking the part, and as described later, I am conducting an evaluation test to find out what kind of material is effective for masking. As a result, it was found that masking with a material having a thermal conductivity of 1/20 (more preferably 1/11) or more of the object to be processed can effectively suppress the occurrence of ablation caused by laser irradiation. .
そのため、上記各局面のような加工対象物を用いる加工方法であれば、レーザの照射に起因するアブレーションの発生が抑制され、角部の表面粗さを一様なものとすることができる結果、精密加工用の切削工具のように高い加工精度を求められる加工対象物の加工にも有効に用いることができる。 Therefore, in the processing method using the object to be processed as in each of the above aspects, the occurrence of abrasion caused by laser irradiation can be suppressed, and the surface roughness of the corner can be made uniform. It can also be effectively used for machining objects that require high machining accuracy, such as cutting tools for precision machining.
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)装置構成
レーザ加工装置1は、図1に示すように、所定方向にレーザを照射させる照射部10と、加工対象物100を保持するための保持部20と、加工対象物100に対して照射部10を相対的に変位させるための変位機構30と、レーザ加工装置1全体の動作を制御する制御部40と、を備えている。(1) Apparatus configuration As shown in FIG. A
照射部10は、図2に示すように、パルスレーザを出力する発振器11、レーザの振動数の次数を調整する振動調整器13、レーザの出力を調整するアッテネータ(ATT)15、レーザの径を調整するためのビームエキスパンダー(EXP)17などを備え、これらを経たレーザが光学レンズ19を介して出力されるように構成されており、所定の方向(本実施形態ではZ軸方向)に光軸を向けてレーザを照射させる。これらのうち、発振器11には、Nd:YAGパルスレーザが用いられている。
As shown in FIG. 2, the
なお、ここでは、単一の光学レンズ19からなる構成となっているが、所定間隔を空けて配置された一組の光学レンズと、この光学レンズの間隔を調整するための機構を備えた構成としてもよい。
Here, although the configuration is made up of a single
保持部20は、レーザの光軸と交差する方向(本実施形態ではY軸方向)に延びる棒状の部材であり、その先端に加工対象物100を保持可能に構成されている。この加工対象物100は、その端部が保持部20の先端から突出する位置関係で保持される。
The
変位機構30は、照射部10の変位を行う機構本体31と、外部からの指令に基づいて機構本体31を動作させる駆動部33と、を備えている。本実施形態において、機構本体31は、照射部10をレーザの光軸とそれぞれ交差する2方向(本実施形態ではX軸方向およびY軸方向)に変位させるように構成されている。なお、機構本体31は、照射部10に対して保持部20を変位させるように構成してもよい。
The
制御部40は、各部への制御指令により、照射部10によるレーザの照射、変位機構30による照射部10の相対的な変位などを制御するコンピュータである。
The
加工対象物100は、所定の面(本実施形態ではX-Y平面)に沿って拡がる第1領域111、および、第1領域111と交差する面(本実施形態ではY-Z平面)に沿って拡がる第2領域113が隣接して形成された角部110を有している。本実施形態において、加工対象物100は、第1領域111および第2領域113のいずれか一方がすくい面、他方が逃げ面として形成された切削工具であり、超硬合金をその材料とするものである。
The
この加工対象物100は、図3に示すように、第1領域111から第2領域113との境界領域120に至る領域が、加工対象物100の1/20(望ましくは1/11)以上となる熱伝導率を有する材料でマスキングされている。本実施形態において、このマスキングによるマスク層130は、第1領域111に沿って拡がり、後述する加工面となる新たな第2領域113’を超えて境界領域120全体にわたっているが、少なくとも新たな第2領域113’(つまり境界領域120の一端側)に到達するまでの範囲をマスキングできていればよい。なお、このマスク層130は、レーザにおける照射領域200の直径に相当する厚さ(本実施形態では、10μm~20μm)の層として形成されている。
As shown in FIG. 3, this
そして、この加工対象物100は、角部110の第1領域111がレーザの光軸と交差する平面(本実施形態ではX-Y平面)に沿って拡がり、第2領域113がレーザの光軸方向に沿って拡がる位置関係で設置される。
The
このような構成のレーザ加工装置1では、第2領域113の拡がる面方向に沿い、かつ、第1領域111から第2領域113に至る方向または第2領域113から第1領域111に至る方向(本実施形態では、Z軸と平行に第1領域111から第2領域113へと至る方向)に沿って光軸が延びるようにレーザを照射させ、このレーザを変位させることによって、角部110に加工面として新たな第2領域113’を形成することができる。
In the
(2)制御部40による処理手順
以下に、制御部40が内蔵メモリ41に格納されたプログラムにより実行する「加工処理」の手順を図4に基づいて説明する。この加工処理は、保持部20に加工対象物100を保持させて位置決めした後に実行させるものであり、図示されないインタフェース(操作装置または通信装置)からの起動指令を受けた際に起動される。(2) Processing Procedure by Control Unit 40 A procedure of "processing" executed by the
この加工処理が起動されると、まず、内蔵メモリ41にあらかじめ格納されている設定情報が読み出される(s110)。この設定情報は、事前にユーザが設定した情報であって、照射部10により照射されるレーザの出力P0[w]と、保持部20に設置された加工対象物100の材料特性に応じた加工しきい値Pth[w]と、加工対象物100に形成すべき1以上の加工面それぞれを規定した座標情報と、からなる。
When this processing is started, first, setting information stored in advance in the built-in
この座標情報は、加工対象物100における加工面が、角部110の第2領域113に沿った位置関係として定められたものである。なお、この加工しきい値Pthは、使用するパルスレーザを用いた事前の実験や文献情報から得られるものであり、レーザの出力P0は、この加工しきい値Pthとレンズのf値、レーザ波長入力ビーム径に基づいて決定されるものである。
This coordinate information defines the positional relationship of the processing surface of the
また、レーザの出力レベルは、照射領域200の加工可能領域における光軸方向に沿った距離が、少なくとも加工対象物100における加工面の光軸方向に沿った距離よりも長くなるよう、上記座標情報との関係も踏まえて設定されたものである。具体的には、出力レベルP0として、加工しきい値Pthより大きくなるような値(P0>Pth)が設定されている。
In addition, the output level of the laser is such that the distance along the optical axis direction in the processable region of the
続いて、上記s110にて読み出された設定情報に基づいて加工可能領域が規定される(s120)。この加工可能領域とは、照射部10の照射するレーザにおいて筒状に延びる照射領域200において、加工対象物100の材料特性に応じた加工しきい値Pth[w]以上のエネルギー分布となっている領域のことであり、この領域でもって加工対象物100を加工することができる。
Subsequently, a workable area is defined based on the setting information read in s110 (s120). The processable region is an energy distribution equal to or greater than the processing threshold value Pth [w] corresponding to the material properties of the
このs120では、上記s110にて読み出された設定情報のうち、レーザの出力P0[w]および加工しきい値Pth[w]に基づき、レーザの光軸上における各位置でのエネルギー分布P(r)が算出された後、加工しきい値Pth以上のエネルギー分布となる所定半径rthの面状領域を光軸に沿ってつないでなる筒状の領域が特定される(図5参照)。そして、この領域における半径rthが加工可能領域を規定するパラメータとして特定される。 In step s120, the energy distribution P ( After r) is calculated, a tubular region is identified by connecting planar regions with a predetermined radius rth having an energy distribution equal to or greater than the processing threshold value Pth along the optical axis (see FIG. 5). Then, the radius rth in this area is specified as a parameter that defines the machinable area.
なお、この加工可能領域は、レーザの出力P0が大きくなるほど、直線的な筒状から、焦点位置に向けて直径が小さくなるくびれた筒状へと変化していくことが実験により確認されている。つまり、レーザの出力P0が大きくなるほど、加工可能領域の外周が直線的だったところから、曲線的な形状へと変化していくことになるため、レーザの出力P0は、加工面として求められる形状に応じた値が選択的に上述した設定情報に含められることとなる。 It has been confirmed by experiments that this machinable region changes from a linear cylindrical shape to a constricted cylindrical shape whose diameter decreases toward the focal position as the laser output P0 increases. . In other words, as the laser output P0 increases, the outer periphery of the processable area changes from a straight line to a curved shape. is selectively included in the setting information described above.
次に、未形成の加工面が存在しているか否かがチェックされる(s130)。ここでは、上記s110にて読み出された設定情報のうちの座標情報の中に、本加工処理の今回の起動以降、参照していない座標情報が残されている場合に、未形成の加工面が存在していると判定される。 Next, it is checked whether or not there is an unformed processing surface (s130). Here, in the coordinate information among the setting information read out in step s110, if there is coordinate information that has not been referred to since the start of this processing, the unformed processing surface is determined to exist.
このs130にて未加工の加工面が存在していると判定された場合(s130:YES)、以降の処理にて参照していないいずれかの座標情報が抽出され、この座標情報で規定される加工面が、以降の処理にて形成すべき対象の加工面として設定される(s140)。 If it is determined in s130 that an unmachined surface exists (s130: YES), any coordinate information not referred to in the subsequent processing is extracted and defined by this coordinate information. A machined surface is set as a target machined surface to be formed in subsequent processing (s140).
次に、照射部10によるレーザの照射が開始される(s150)。ここでは、制御部40からの指示を受けた照射部10によるレーザの照射が開始される。
Next, laser irradiation by the
こうして、加工対象物100に対し、第2領域113の拡がる面方向に沿い、かつ、第1領域111から第2領域113に至る方向または第2領域113から第1領域111に至る方向(本実施形態では、Z軸と平行に第1領域111から第2領域113へと至る方向)に光軸が延びるようにレーザが照射される。
In this way, with respect to the
次に、変位機構30により、照射部10の照射するレーザにおける照射領域200が加工対象物100に接近させられる(s160)。ここでは、照射部10が保持部20側へと相対的に変位するよう変位機構30への制御指令がなされ、これを受けた変位機構30が、加工対象物100と加工可能領域とが重なるまで、照射部10の相対的な変位を行う。
Next, the
この加工対象物100と加工可能領域との重なりは、上記s120で規定された半径rthと上記s140にて設定された加工面の座標情報に基づき、レーザの光軸と加工対象物100における加工面との間隔(本実施形態ではY軸方向に沿った間隔)が、照射領域200の加工可能領域を規定する半径rthに相当する距離となるまで、照射領域200を加工対象物100に接近させることにより実現される。
The overlap between the
次に、変位機構30により、照射部10の照射するレーザにおける照射領域200が加工対象物100の第2領域113に沿って走査させられる(s170)。ここでは、照射部10が第2領域113に沿って相対的に変位するよう変位機構30への制御指令がなされ、これを受けた変位機構30が、加工面の全体を照射領域200が通過するまで、照射部10の相対的な変位を行う。なお、ここで、レーザの光軸は、第2領域113の拡がる面方向に沿って変位するに際し、第1領域111と第2領域113とで形成される稜線に沿って変位する。
Next, the
こうして、上記s160~s170を経て、加工対象物100の角部110が加工可能領域に加工され、加工面として新たな第2領域113’が形成される。このs170の後、上記s150で開始された照射部10によるレーザの照射が終了する(s180)。ここでは、制御部40からの指示を受けた照射部10がレーザの照射を終了させる。
In this way, through s160 to s170, the
こうして、s180を終えた後、プロセスが上記s130へ戻り、以降、未加工の加工面が存在しなくなるまで、s130~s180が実施される。その後、上記s130で未加工の加工面が存在していないと判定された場合(s130:NO)、本加工処理が終了する。 Thus, after finishing s180, the process returns to s130, and s130 to s180 are performed until there is no more unmachined surface to be machined. After that, if it is determined in s130 that there is no unmachined surface to be machined (s130: NO), this machining process ends.
こうして加工された加工対象物100は、角部110からマスク層130を除去した状態で使用される。
The
なお、上述したs150が本発明における照射手順であり、s160~170が本発明における加工手順である。また、加工処理に先立って行われる保持部20への加工対象物100の保持および位置決めが本願発明における準備手順である。
Note that s150 described above is the irradiation procedure in the present invention, and s160 to s170 are the processing procedure in the present invention. Further, the holding and positioning of the
(3)評価試験
上述した加工対象物100のように、それぞれ隣接する2つの面で形成された角部を有する加工対象物をレーザで加工する場合には、レーザの照射に伴う熱が角部に集中してアブレーションを引き起こし、これにより角部における表面粗さが全体にわたって一様ではなくなり、部分的に表面粗さが大きく異なった状態になる懸念がある。(3) Evaluation test When processing an object having corners formed by two adjacent surfaces, such as the
例えば、精密加工用の切削工具のように、工具としての高い加工精度を求められるものを加工対象物として加工するにあたり、角部における表面粗さが一様でないことは、工具としての加工精度に悪影響を及ぼすため望ましいことではない。 For example, when machining an object that requires high machining accuracy as a tool, such as a cutting tool for precision machining, the unevenness of the surface roughness at the corners affects the machining accuracy of the tool. This is not desirable because it has adverse effects.
本願出願人は、このようにレーザの照射に伴う熱が角部に集中することを抑制する方法として、角部のマスキングに着想し、どのような材料によりマスキングすることが効果的であるか、複数の材料を用いた評価試験を実施した。 The applicant of the present application came up with the idea of masking the corners as a method of suppressing the concentration of the heat accompanying the laser irradiation to the corners. Evaluation tests were conducted using multiple materials.
まず、加工対象物となるサンプルには、円柱形状にした住友電工株式会社製の超硬合金K種G10E(熱伝導率105W/m・℃)を採用し、円柱形状の端面を第1の材料でマスキングしたサンプルA、円柱形状の端面を第2の材料でマスキングしたサンプルB、を用意した。ここでサンプルAは、第1の材料として株式会社アサヒメタル工場製のUアロイ78(熱伝導率9.6W/m・℃)を用い、サンプルBは、第2の材料としてフェノール樹脂(熱伝導率0.13~0.25W/m・℃)を用いている。そして、各サンプルについて、それぞれ円柱形状の端面を第1領域111、外周面を第2領域113とみなして上記加工処理により同じ加工面を形成させた。
First, as a sample to be processed, a cylindrical cemented carbide K-type G10E (thermal conductivity: 105 W/m°C) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. was used, and the end surface of the cylindrical shape was treated with the first material. A sample A masked with , and a sample B masked with a second material on the cylindrical end face were prepared. Here, sample A uses U alloy 78 (thermal conductivity of 9.6 W/m°C) manufactured by Asahi Metal Factory Co., Ltd. as the first material, and sample B uses phenol resin (thermal conductivity rate of 0.13-0.25 W/m·°C) is used. Then, regarding each sample, the cylindrical end face was regarded as the
こうして加工面を形成させた各サンプルにつき、洗浄のうえ円柱形状の端面を顕微鏡により観察したところ、サンプルAは、図6Aに示すように、全体的に表面粗さの大きな変化はなく、アブレーションが発生していないことが見て取れる。その一方、サンプルBは、図6Bに示すように、角部の部分的な溶融や脱落、溶融後に再凝固した形跡がみられるなど、角部としての表面粗さが一様ではなくなっているばかりか、部分的に表面粗さが大きく異なっている可能性が高い。 When the cylindrical end face of each sample having the processed surface formed in this manner was observed under a microscope after washing, it was found that, as shown in FIG. It can be seen that it did not occur. On the other hand, in sample B, as shown in FIG. 6B, the corners are partially melted or fallen off, and evidence of re-solidification after melting is observed, and the surface roughness of the corners is not uniform. Or, there is a high possibility that the surface roughness is greatly different partially.
この結果からは、加工対象物よりも熱伝導率の低い材料であっても、上記サンプルを含む材料のように加工対象物の数十分の1(例えば1/20)以上の熱伝導率を有する材料で角部をマスキングしてレーザ加工を実施すればアブレーションの発生を効果的に抑制できることが示唆されている。一方、加工対象物の1/100を下回るような熱伝導率を有する材料では、マスキングによりアブレーションの発生を抑制できないといえる。つまり、加工対象物の1/20(より望ましくは1/11)以上という熱伝導率を有する材料により角部をマスキングすれば、レーザの照射に起因するアブレーションの発生を効果的に抑制できるということがわかる。 From this result, even if the material has a thermal conductivity lower than that of the object to be processed, a material having a thermal conductivity that is several tenths (for example, 1/20) or more of the object to be processed, such as the material containing the above sample, It has been suggested that the occurrence of ablation can be effectively suppressed by performing laser processing while masking the corners. On the other hand, it can be said that the occurrence of ablation cannot be suppressed by masking with a material having a thermal conductivity of less than 1/100 of the object to be processed. In other words, by masking the corners with a material having a thermal conductivity of 1/20 (more preferably 1/11) or more of the object to be processed, the occurrence of ablation caused by laser irradiation can be effectively suppressed. I understand.
(4)変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。(4) Modifications Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can take various forms as long as they fall within the technical scope of the present invention. Needless to say.
例えば、上記実施形態では、第2領域113の拡がる面方向に沿い、かつ、Z軸と平行に第1領域111から第2領域113へと至る方向に光軸が延びるようにレーザを照射させる構成を例示した。しかし、レーザは、第2領域113の拡がる面方向に沿って光軸が延びるように照射されていればよく、光軸がZ軸に対して傾斜していてもよく、また、第1領域111および第2領域113のいずれか一方から他方へと至る方向に沿っていなくてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the laser is irradiated so that the optical axis extends in a direction extending from the
また、上記実施形態においては、加工対象物100の第1領域111が平面(X-Y平面)状に拡がっており、この平面に沿ってレーザを走査させるように構成されたものを例示した。しかし、加工対象部100の第1領域111は平面状のものに限られず、図7に示すように、例えば、加工対象物100として、円筒形状の端面が第1領域111であり、外周面が第2領域113であるものを採用することもできる。この場合、第2領域113の拡がる面方向に沿い、かつ、第1領域111から第2領域113へと至る方向に光軸が延びるようにレーザを照射させたうえで、レーザの光軸を、第2領域113の拡がる面方向に沿い、かつ、第1領域111と第2領域113とで形成される稜線に沿って変位させるようにすればよい。
In the above embodiment, the
(5)作用効果
上記実施形態の加工方法であれば、レーザの照射に起因するアブレーションの発生が抑制され、角部の表面粗さを一様なものとすることができる結果、精密加工用の切削工具のように高い加工精度を求められる加工対象物の加工にも有効に用いることができる。(5) Effect With the processing method of the above embodiment, the occurrence of ablation caused by laser irradiation can be suppressed, and the surface roughness of the corners can be made uniform. It can also be effectively used for machining objects that require high machining accuracy, such as cutting tools.
本発明の加工方法は、精密加工用の切削工具のように高い加工精度を求められる加工対象物の加工にも有効に用いることができる。 The machining method of the present invention can also be effectively used for machining objects that require high machining accuracy, such as cutting tools for precision machining.
1…レーザ加工装置、10…照射部、11…発振器、13…振動調整器、15…アッテネータ(ATT)、17…ビームエキスパンダー(EXP)、19…光学レンズ、20…保持部、30…変位機構、31…機構本体、33…駆動部、40…制御部、41…内蔵メモリ、100…加工対象物、110…角部、111…第1領域、113…第2領域、120…境界領域、130…マスク層、200…照射領域。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加工対象物に対し、前記第2領域の拡がる面方向に沿って光軸が延びるようにレーザを照射させる照射手順と、
前記レーザの光軸を、前記第2領域と交差する方向、および、前記第2領域のなす面に沿った方向のいずれか一方または両方に沿って変位させることで、前記レーザにより前記角部に新たな前記第2領域となる加工面を形成する加工手順と、を備え、
前記加工対象物として、前記加工対象物の1/20以上となる熱伝導率を有する材料により、少なくとも前記第1領域から前記第2領域との境界領域に至る領域がマスキングされたものを用いる、
レーザ加工方法。
A preparatory procedure for preparing a workpiece having a corner formed by adjoining a first region extending along a predetermined plane and a second region extending along a plane intersecting a plane formed by the first region. and,
an irradiation step of irradiating the object to be processed with a laser so that the optical axis extends along the surface direction in which the second region spreads;
By displacing the optical axis of the laser along one or both of a direction intersecting with the second region and a direction along the plane formed by the second region, the laser is applied to the corner. and a processing procedure for forming a processing surface that becomes the new second region,
As the object to be processed, at least the region from the first region to the boundary region with the second region is masked with a material having a thermal conductivity of 1/20 or more of the object to be processed,
Laser processing method.
請求項1に記載のレーザ加工方法。As the object to be processed, at least a boundary region from the first region to the second region is masked with a material having a thermal conductivity of 1/11 or more of the object to be processed,
The laser processing method according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のレーザ加工方法。In the irradiating step, the laser is arranged so that the optical axis extends along the surface direction of the second region and in the direction from the first region to the second region or in the direction from the second region to the first region. to irradiate
The laser processing method according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のレーザ加工方法。In the processing procedure, the optical axis of the laser is displaced along a ridgeline formed by the first region and the second region when the optical axis of the laser is displaced along the surface direction in which the second region spreads.
The laser processing method according to claim 3.
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