JPH03294078A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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- JPH03294078A JPH03294078A JP2094799A JP9479990A JPH03294078A JP H03294078 A JPH03294078 A JP H03294078A JP 2094799 A JP2094799 A JP 2094799A JP 9479990 A JP9479990 A JP 9479990A JP H03294078 A JPH03294078 A JP H03294078A
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- Japan
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- condenser lens
- laser beam
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- Pending
Links
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザ発振器から発したレーザビームを集光
レンズにより集光してセラミックスなどの被加工物を加
工する方法に関する。
レンズにより集光してセラミックスなどの被加工物を加
工する方法に関する。
従来の技術
セラミックスなどのように熱応力に対して破壊強度の低
いｗ性物質を、レーザビームを用いて溶接、ろう接など
の熱加工する場合、レーザビームの局所加熱による被加
工物のクラックの発生を防止スルために、レーザビーム
のパワーを制御して加熱・冷却を行なったり、予め被加
工物を予熱するなどの方法が採られてきた。
いｗ性物質を、レーザビームを用いて溶接、ろう接など
の熱加工する場合、レーザビームの局所加熱による被加
工物のクラックの発生を防止スルために、レーザビーム
のパワーを制御して加熱・冷却を行なったり、予め被加
工物を予熱するなどの方法が採られてきた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来のレーザビームのパワーを制御して
加熱・冷却を行なう方法では、被加工物の熱伝導性能に
より、入射可能なレーザビームのパワーの上限ができる
ため、加熱−冷却時間に長時間を必要とするという問題
があった。特に、ガスおよび個体レーザ発振器において
レーザビームのパワーを可変調節する場合は、パワー再
現性に乏しいという問題があった。また被加工物を予熱
する方法では、予熱用の加熱炉などの治具を必要とする
ため、装置が大型化し、予熱時間を多く必要とするとい
う問題があった。
加熱・冷却を行なう方法では、被加工物の熱伝導性能に
より、入射可能なレーザビームのパワーの上限ができる
ため、加熱−冷却時間に長時間を必要とするという問題
があった。特に、ガスおよび個体レーザ発振器において
レーザビームのパワーを可変調節する場合は、パワー再
現性に乏しいという問題があった。また被加工物を予熱
する方法では、予熱用の加熱炉などの治具を必要とする
ため、装置が大型化し、予熱時間を多く必要とするとい
う問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するものであり、一定パワ
ーのレーザビームによりセラミックスなどの被加工物を
、クラックの発生なしに短時間で加工することのできる
レーザ加工方法を提供することを目的とする。
ーのレーザビームによりセラミックスなどの被加工物を
、クラックの発生なしに短時間で加工することのできる
レーザ加工方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
前記目的を達成するために、本発明のレーザ加工方法は
、集光レンズと被加工物とを光軸上で相対移動させるこ
とにより、被加工物上のビームスポット径を変化させて
加工するようにしたものである。
、集光レンズと被加工物とを光軸上で相対移動させるこ
とにより、被加工物上のビームスポット径を変化させて
加工するようにしたものである。
作用
本発明は、前記した構成により、レーザ発振器のパワー
を変化させることなく、また予熱用の加熱炉を必要とす
ることなく、レーザ発振器の一定したパワーのみでセラ
ミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い脆性物質
をクラックの発生なしに熱加工することができる。
を変化させることなく、また予熱用の加熱炉を必要とす
ることなく、レーザ発振器の一定したパワーのみでセラ
ミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い脆性物質
をクラックの発生なしに熱加工することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第１図は本発明の一実施例における予熱工程を示し、
第２図は溶接、ろう接なとの熱加工工程を示し、第３図
は後熱工程を示している。
。第１図は本発明の一実施例における予熱工程を示し、
第２図は溶接、ろう接なとの熱加工工程を示し、第３図
は後熱工程を示している。
各図において、１は焦点距離ｆを有する集光レンズ、２
はセラミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い脆
性物質たる被加工物、３は図示されないレーザ発振器か
ら発せられて集光レンズ１に入射するレーザビーム、４
は集光レンズｌの光軸である。集光レンズ１の光軸４は
入射レーザビーム３の光軸と一致している。また集光レ
ンズ１は、図示されない駆動機構により光軸４上を被加
工物２に対し移動可能に構成されている。
はセラミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い脆
性物質たる被加工物、３は図示されないレーザ発振器か
ら発せられて集光レンズ１に入射するレーザビーム、４
は集光レンズｌの光軸である。集光レンズ１の光軸４は
入射レーザビーム３の光軸と一致している。また集光レ
ンズ１は、図示されない駆動機構により光軸４上を被加
工物２に対し移動可能に構成されている。
次に前記実施例の動作について説明する。まず第１図の
予熱工程において、集光レンズ１は被加工物２の表面に
対し距離Ａだけ離れた位置に移動されている。被加工物
２をこの位置に配置してその表面にレーザビーム３を照
射すると、距離Ａは焦点距離ｆよりも短かいので、レー
ザビーム３のビームスポット径Ｄ１は大きくなり、その
エネルギ密度は低くなって、被加工物２の表面全体に渡
って吸収されるため、レーザビーム照射時に生じる熱衝
撃が小さくなり、クラックの発生が防止される。次にレ
ーザビーム３を照射しながら集光レンズ１を被加工物２
から遠ざかる方向にΔＸだけ移動する。このとき、集光
レンズ１の移動速度を適度にとることにより、被加工物
２内部の熱勾配が比較的小さい状態で加熱されるため、
クラックの発生が防止される。そして、第２図に示すよ
うに、集光レンズ１が被加工物２に対して距離Ｂの位置
（Ｂ＝Ａ＋△Ｘ）にきたとき、すなわち焦点距離ｆに一
致する位置にきたとき、レーザビーム３のスポット径Ｄ
２は最小になり、エネルギ密度は最高になって被加工物
２の表面を高温に加熱する。この状態を所定時間保持す
ることにより、被加工物２の例えば接合部のろうが接合
部に均一に濡れ・、接合界面での気泡が少なく強度の高
い接合部が得られる。そして一定の照射保持時間の後、
第３図に示すように、レーザビーム３を照射しながら集
光レンズ１を被加工物２との距離がＡになる位置まで−
ΔＸだけ移動する。このとき、集光レンズ１の移動速度
を適度にとることにより、被加工物２内部の熱勾配を小
さ（することができ、クラックの発生を防いだ良好な熱
加工部品、例えば接合継手が得られる。
予熱工程において、集光レンズ１は被加工物２の表面に
対し距離Ａだけ離れた位置に移動されている。被加工物
２をこの位置に配置してその表面にレーザビーム３を照
射すると、距離Ａは焦点距離ｆよりも短かいので、レー
ザビーム３のビームスポット径Ｄ１は大きくなり、その
エネルギ密度は低くなって、被加工物２の表面全体に渡
って吸収されるため、レーザビーム照射時に生じる熱衝
撃が小さくなり、クラックの発生が防止される。次にレ
ーザビーム３を照射しながら集光レンズ１を被加工物２
から遠ざかる方向にΔＸだけ移動する。このとき、集光
レンズ１の移動速度を適度にとることにより、被加工物
２内部の熱勾配が比較的小さい状態で加熱されるため、
クラックの発生が防止される。そして、第２図に示すよ
うに、集光レンズ１が被加工物２に対して距離Ｂの位置
（Ｂ＝Ａ＋△Ｘ）にきたとき、すなわち焦点距離ｆに一
致する位置にきたとき、レーザビーム３のスポット径Ｄ
２は最小になり、エネルギ密度は最高になって被加工物
２の表面を高温に加熱する。この状態を所定時間保持す
ることにより、被加工物２の例えば接合部のろうが接合
部に均一に濡れ・、接合界面での気泡が少なく強度の高
い接合部が得られる。そして一定の照射保持時間の後、
第３図に示すように、レーザビーム３を照射しながら集
光レンズ１を被加工物２との距離がＡになる位置まで−
ΔＸだけ移動する。このとき、集光レンズ１の移動速度
を適度にとることにより、被加工物２内部の熱勾配を小
さ（することができ、クラックの発生を防いだ良好な熱
加工部品、例えば接合継手が得られる。
前記実施例においては、第１図に示す予熱工程と第３図
に示す後熱工程とを同じビームスポット径Ｄ１で被加工
物２を照射したが、これは被加工物２の材質や加工内容
によって種々に変更しうるものである。
に示す後熱工程とを同じビームスポット径Ｄ１で被加工
物２を照射したが、これは被加工物２の材質や加工内容
によって種々に変更しうるものである。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、従来行なわれてきたよ
うなレーザビームのパワーを制御して加熱・冷却を行な
うことや、予め被加工物を予熱するなどの方法を用いず
に、セラミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い
脆性物質を、一定パワーのレーザビームを用いてクラッ
クを発生させることなしに熱加工することができる。
うなレーザビームのパワーを制御して加熱・冷却を行な
うことや、予め被加工物を予熱するなどの方法を用いず
に、セラミックスなどの熱応力に対して破壊強度の低い
脆性物質を、一定パワーのレーザビームを用いてクラッ
クを発生させることなしに熱加工することができる。
第１１ｊｆＪは本発明の一実施例におけるレーザ加工方
法の予熱工程を示す概略構成図、第２図は同実施例にお
ける熱加工工程を示す概略構成図、第３図は同実施例に
おける後熱工程を示す概略構成図である。 １・・・集光レンズ、２・・・被加工物、３・・・レー
ザビーム、４・・・光軸。
法の予熱工程を示す概略構成図、第２図は同実施例にお
ける熱加工工程を示す概略構成図、第３図は同実施例に
おける後熱工程を示す概略構成図である。 １・・・集光レンズ、２・・・被加工物、３・・・レー
ザビーム、４・・・光軸。
Claims (1)
- レーザ光を集光レンズにより集光して被加工物を熱加工
するレーザ加工方法において、前記集光レンズと被加工
物とを光軸上で相対移動させることにより、前記被加工
物上のビームスポット径を変化させて加工を行なうこと
を特徴とするレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094799A JPH03294078A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | レーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094799A JPH03294078A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | レーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294078A true JPH03294078A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=14120109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2094799A Pending JPH03294078A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | レーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19506522A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden |
| DE10135606B4 (de) * | 2001-07-21 | 2004-07-15 | Lzh Laserzentrum Hannover E.V. | Verfahren und Einrichtung zum Bearbeiten von optischen Elementen mit elektromagnetischer Stahlung |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP2094799A patent/JPH03294078A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19506522A1 (de) * | 1994-02-24 | 1995-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden |
| US5688418A (en) * | 1994-02-24 | 1997-11-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for laser cutting |
| DE19506522B4 (de) * | 1994-02-24 | 2004-08-26 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren und Vorrichtung zum Laserstrahlschneiden |
| DE19506522C5 (de) * | 1994-02-24 | 2012-04-19 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren zum Laserstrahlschneiden |
| DE10135606B4 (de) * | 2001-07-21 | 2004-07-15 | Lzh Laserzentrum Hannover E.V. | Verfahren und Einrichtung zum Bearbeiten von optischen Elementen mit elektromagnetischer Stahlung |
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