JPH04344887A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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- JPH04344887A JPH04344887A JP3147816A JP14781691A JPH04344887A JP H04344887 A JPH04344887 A JP H04344887A JP 3147816 A JP3147816 A JP 3147816A JP 14781691 A JP14781691 A JP 14781691A JP H04344887 A JPH04344887 A JP H04344887A
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工方法、特に照
射されたレーザ光の吸収率を高めて加工部材を加工する
レーザ加工方法に関する。
射されたレーザ光の吸収率を高めて加工部材を加工する
レーザ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】反射率の高い、すなわち吸収率の低い難
加工材をレーザ光線により加工する手段として従来、例
えば特開昭60−152390号公報に記載の技術が周
知である。この従来技術によれば、加工物の表面に予め
黒鉛粉末等の吸光剤を塗布し、加工物のレーザ光吸収率
を高めて加工するというものである。
加工材をレーザ光線により加工する手段として従来、例
えば特開昭60−152390号公報に記載の技術が周
知である。この従来技術によれば、加工物の表面に予め
黒鉛粉末等の吸光剤を塗布し、加工物のレーザ光吸収率
を高めて加工するというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のレーザ加工手段によると、以下に述べるような
種々の課題があった。■加工物の個々に吸光剤を予め塗
布しなければならないため、手間がかかりコストアップ
となる。■吸光剤を塗布する際に、任意の形状に塗布し
たり極小部分に塗布するのが難しい。■加工物が塗布剤
により汚れ易く、この汚れを落とすのに加工後の洗浄に
手間がかかる。
た従来のレーザ加工手段によると、以下に述べるような
種々の課題があった。■加工物の個々に吸光剤を予め塗
布しなければならないため、手間がかかりコストアップ
となる。■吸光剤を塗布する際に、任意の形状に塗布し
たり極小部分に塗布するのが難しい。■加工物が塗布剤
により汚れ易く、この汚れを落とすのに加工後の洗浄に
手間がかかる。
【0004】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、照射されたレー
ザ光の吸収率を高めることにより、加工部材や加工個所
の大きさに拘らず、また加工部材を汚すことなく、更に
難加工材に対しても容易に所望の加工を施すことのでき
るレーザ加工方法を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、照射されたレー
ザ光の吸収率を高めることにより、加工部材や加工個所
の大きさに拘らず、また加工部材を汚すことなく、更に
難加工材に対しても容易に所望の加工を施すことのでき
るレーザ加工方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるレーザ加工方法は、■金属加工面に凹
凸を形成してレーザの照射を行う。■金属加工面への凹
凸形成が微小凹凸を有するホーンに超音波振動を加える
ことによる凹凸形成であり、そこにレーザの照射を行う
。■金属加工面への凹凸形成がエキシマレーザの照射に
よる凹凸形成であり、そこにレーザの照射を行う。上記
のようにしてレーザ光の吸収率を高めることを特徴とし
、また、このようにレーザ光の吸収率を高めることによ
って、加工部材を接合したり、切断したり、あるいは加
工部材の表面改質を行ったり、更に加工部材に穴を明け
たりすることを特徴としている。
に、本発明によるレーザ加工方法は、■金属加工面に凹
凸を形成してレーザの照射を行う。■金属加工面への凹
凸形成が微小凹凸を有するホーンに超音波振動を加える
ことによる凹凸形成であり、そこにレーザの照射を行う
。■金属加工面への凹凸形成がエキシマレーザの照射に
よる凹凸形成であり、そこにレーザの照射を行う。上記
のようにしてレーザ光の吸収率を高めることを特徴とし
、また、このようにレーザ光の吸収率を高めることによ
って、加工部材を接合したり、切断したり、あるいは加
工部材の表面改質を行ったり、更に加工部材に穴を明け
たりすることを特徴としている。
【0006】
【作用】前記構成により、本発明のレーザ加工方法にお
いては、金属加工面に施した表面粗さ500μm〜0.
5μm程度の凹凸部にレーザ光を導入し閉じ込めること
でレーザ吸収率を高め、そのレーザエネルギーを効果的
に活用し、このエネルギーが直接加工部材に供給される
構成を有しているので、いわゆる反射率の高い難加工材
に対しても、容易に種々の加工を施すことが可能となる
。また、金属加工面に於ける凹凸形成の場所や場所によ
る凹凸表面粗さを変更することにより簡単に所望形状あ
るいは任意入熱モードの加工を行うことが可能である。
いては、金属加工面に施した表面粗さ500μm〜0.
5μm程度の凹凸部にレーザ光を導入し閉じ込めること
でレーザ吸収率を高め、そのレーザエネルギーを効果的
に活用し、このエネルギーが直接加工部材に供給される
構成を有しているので、いわゆる反射率の高い難加工材
に対しても、容易に種々の加工を施すことが可能となる
。また、金属加工面に於ける凹凸形成の場所や場所によ
る凹凸表面粗さを変更することにより簡単に所望形状あ
るいは任意入熱モードの加工を行うことが可能である。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の基本的な概要を説明するためのも
のである。レーザ加工の対象物である金属加工面1に本
発明のポイントである凹部3を形成する。金属加工面1
に形成された凹部3による表面粗さは500μm〜0.
5μm程度の凹凸部である。この凹部3にレーザ光2が
照射されると、図に示すように、レーザ光2は凹部3に
導入され閉じ込められることでレーザ吸収率が高まる。 従ってそのレーザエネルギーを効果的に活用することが
できる。
する。図1は本発明の基本的な概要を説明するためのも
のである。レーザ加工の対象物である金属加工面1に本
発明のポイントである凹部3を形成する。金属加工面1
に形成された凹部3による表面粗さは500μm〜0.
5μm程度の凹凸部である。この凹部3にレーザ光2が
照射されると、図に示すように、レーザ光2は凹部3に
導入され閉じ込められることでレーザ吸収率が高まる。 従ってそのレーザエネルギーを効果的に活用することが
できる。
【0008】図2(a)及び(b)は第1実施例を示し
ており、凹凸形成をプレス加工で行う例である。図2(
a)に示すパンチ4の先端には、ローレットや、梨地等
による凹凸パターン5が施されており、同一パターンを
多量の加工物につける場合に適している。図2(b)の
凹凸部6はこのパンチ4の先端の凹凸パターン5により
プレス加工されたものである。
ており、凹凸形成をプレス加工で行う例である。図2(
a)に示すパンチ4の先端には、ローレットや、梨地等
による凹凸パターン5が施されており、同一パターンを
多量の加工物につける場合に適している。図2(b)の
凹凸部6はこのパンチ4の先端の凹凸パターン5により
プレス加工されたものである。
【0009】図3(a)及び(b)は第2実施例を示し
ており、凹凸形成を研削加工で行う例である。図3(a
)に示す砥石7により金属加工面1を研削し、図3(b
)の凹凸部8はこの砥石7により研削されたものである
。この時、研削手法は砥石、研磨ペーパー等が簡単な方
法であり、旋盤やフライス切削目も有効である。
ており、凹凸形成を研削加工で行う例である。図3(a
)に示す砥石7により金属加工面1を研削し、図3(b
)の凹凸部8はこの砥石7により研削されたものである
。この時、研削手法は砥石、研磨ペーパー等が簡単な方
法であり、旋盤やフライス切削目も有効である。
【0010】図4(a)及び(b)は第3実施例を示し
ており、凹凸形成をホーニング加工で行う例である。図
4(a)に示すガン9から砥粒11を噴出し、マスク1
0以外をホーニング加工する。図4(b)の凹凸部12
はホーニング加工されたものである。この場合、加工物
が三次元形状を有する場合や、広い範囲で凹凸形成を必
要とする場合に適しており、凹凸形成パターンも、マス
ク処理や砥粒径を変えることで容易に行うことができる
。
ており、凹凸形成をホーニング加工で行う例である。図
4(a)に示すガン9から砥粒11を噴出し、マスク1
0以外をホーニング加工する。図4(b)の凹凸部12
はホーニング加工されたものである。この場合、加工物
が三次元形状を有する場合や、広い範囲で凹凸形成を必
要とする場合に適しており、凹凸形成パターンも、マス
ク処理や砥粒径を変えることで容易に行うことができる
。
【0011】図5(a)及び(b)は第4実施例を示し
ており、凹凸形成を超音波加工で行う例である。図5(
a)のホーン13aは超音波振動を左右方向に与えてお
り、ホーン13bは超音波振動を上下方向に与えている
。図5(b)の凹凸部14はホーン13aまたは13b
により超音波加工されたものである。凹凸を有するホー
ン13aまたは13bを金属加工面1に押し当て超音波
を印加することで周辺の変形等のダメージが少なく、レ
ーザ加工面だけへの凹凸部14の形成が容易に行える。 また超音波エネルギー(加圧力、印加時間)を調整する
ことで超音波印加面の表面酸化を行うことも可能である
。例えばCu表面に上記処理によりCu2 O又はCu
Oを形成させることができ、また同酸化物はYAG、C
O2 レーザ光の吸収効率が高い為、凹凸形成の効果に
加味され、飛躍的にレーザ吸収率が向上安定する。
ており、凹凸形成を超音波加工で行う例である。図5(
a)のホーン13aは超音波振動を左右方向に与えてお
り、ホーン13bは超音波振動を上下方向に与えている
。図5(b)の凹凸部14はホーン13aまたは13b
により超音波加工されたものである。凹凸を有するホー
ン13aまたは13bを金属加工面1に押し当て超音波
を印加することで周辺の変形等のダメージが少なく、レ
ーザ加工面だけへの凹凸部14の形成が容易に行える。 また超音波エネルギー(加圧力、印加時間)を調整する
ことで超音波印加面の表面酸化を行うことも可能である
。例えばCu表面に上記処理によりCu2 O又はCu
Oを形成させることができ、また同酸化物はYAG、C
O2 レーザ光の吸収効率が高い為、凹凸形成の効果に
加味され、飛躍的にレーザ吸収率が向上安定する。
【0012】この場合、超音波周波数は超音波溶接に一
般的に用いられる15kHz〜40kHzが選定され、
加圧力、超音波印加時間は、凹凸加工サンプル材質形状
により適当な値が選ばれる。例えばホーンにピッチ0.
3mm先端角度90°のローレット加工を施した場合、
加圧力0.5〜2kg/mm2 超音波印加時間0.0
5〜0.15sec程度で銅合金表面に良好な凹凸加工
面が得られ、後にパワー5〜10J/PのパルスYAG
レーザを照射すると、凹凸加工前にはほとんど溶接ナゲ
ットが得られなかったが、凹凸加工後には約φ0.5〜
1.0の安定した溶接ナゲットが得られた。
般的に用いられる15kHz〜40kHzが選定され、
加圧力、超音波印加時間は、凹凸加工サンプル材質形状
により適当な値が選ばれる。例えばホーンにピッチ0.
3mm先端角度90°のローレット加工を施した場合、
加圧力0.5〜2kg/mm2 超音波印加時間0.0
5〜0.15sec程度で銅合金表面に良好な凹凸加工
面が得られ、後にパワー5〜10J/PのパルスYAG
レーザを照射すると、凹凸加工前にはほとんど溶接ナゲ
ットが得られなかったが、凹凸加工後には約φ0.5〜
1.0の安定した溶接ナゲットが得られた。
【0013】図6(a)及び(b)は第5実施例を示し
ており、凹凸形成をエキシマレーザによるアブレーショ
ン加工で行う例である。図6(a)はエキシマレーザ1
5の金属加工面1への照射を示しており、図6(b)は
エキシマレーザ15の照射による凹凸部16を示してい
る。同法によれば、エキシマレーザエネルギーコントロ
ールにより、また、マスク処理やエキシマレーザ走査を
組み合わすことで、任意の凹凸パターンを容易、かつ高
速に形成することが可能である。また、機械的加工では
得られないアスペクト比(d/W)の大きな、かつ微細
ピッチ(1μm以下)の凹凸加工が非接触で行うことが
でき、レーザ吸収率の大幅安定向上が得られる。例えば
Cu表面にエキシマレーザ(KrF、ArF)を照射し
た場合、エネルギー密度1J/cm2 以上を1〜数s
hot照射することでCu表面に表面粗さ0.5μm程
度の微細凹凸が形成される。また、上記実施例1〜5に
おいて、後のYAGまたはCO2 レーザ照射時に酸素
ガスを吹き付けることで凹凸部での表面酸化が促進され
、凹凸形状によるレーザ吸収安定向上の効果が促進され
る。
ており、凹凸形成をエキシマレーザによるアブレーショ
ン加工で行う例である。図6(a)はエキシマレーザ1
5の金属加工面1への照射を示しており、図6(b)は
エキシマレーザ15の照射による凹凸部16を示してい
る。同法によれば、エキシマレーザエネルギーコントロ
ールにより、また、マスク処理やエキシマレーザ走査を
組み合わすことで、任意の凹凸パターンを容易、かつ高
速に形成することが可能である。また、機械的加工では
得られないアスペクト比(d/W)の大きな、かつ微細
ピッチ(1μm以下)の凹凸加工が非接触で行うことが
でき、レーザ吸収率の大幅安定向上が得られる。例えば
Cu表面にエキシマレーザ(KrF、ArF)を照射し
た場合、エネルギー密度1J/cm2 以上を1〜数s
hot照射することでCu表面に表面粗さ0.5μm程
度の微細凹凸が形成される。また、上記実施例1〜5に
おいて、後のYAGまたはCO2 レーザ照射時に酸素
ガスを吹き付けることで凹凸部での表面酸化が促進され
、凹凸形状によるレーザ吸収安定向上の効果が促進され
る。
【0014】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、金属加工面
に凹凸部を施し、凹部にレーザ光を導入し閉じ込めるこ
とで、レーザ吸収効果を高め、接合、穴明け、あるいは
表面改質を行うことにより、特に反射率の高い難加工材
であってもレーザエネルギーを効果的に活用して効率良
く容易に加工を施すことができる。さらに、本発明によ
れば、加工部材に直接吸光剤を塗布する従来技術に比較
し、加工後の洗浄が不要であるという利点を有する。
に凹凸部を施し、凹部にレーザ光を導入し閉じ込めるこ
とで、レーザ吸収効果を高め、接合、穴明け、あるいは
表面改質を行うことにより、特に反射率の高い難加工材
であってもレーザエネルギーを効果的に活用して効率良
く容易に加工を施すことができる。さらに、本発明によ
れば、加工部材に直接吸光剤を塗布する従来技術に比較
し、加工後の洗浄が不要であるという利点を有する。
【図1】本発明の概要を説明する図である。
【図2】(a)及び(b)は第1実施例における金属加
工面上の凹凸形成をプレス加工で行う図である。
工面上の凹凸形成をプレス加工で行う図である。
【図3】(a)及び(b)は第2実施例における金属加
工面上の凹凸形成を研削加工で行う図である。
工面上の凹凸形成を研削加工で行う図である。
【図4】(a)及び(b)は第3実施例における金属加
工面上の凹凸形成をホーニング加工で行う図である。
工面上の凹凸形成をホーニング加工で行う図である。
【図5】(a)及び(b)は第4実施例における金属加
工面上の凹凸形成を超音波加工で行う図である。
工面上の凹凸形成を超音波加工で行う図である。
【図6】(a)及び(b)は第5実施例における金属加
工面上の凹凸形成をエキシマレーザによるアブレーショ
ン加工で行う図である。
工面上の凹凸形成をエキシマレーザによるアブレーショ
ン加工で行う図である。
1 金属加工面
2 レーザ光
3 凹部
4 パンチ
5 凹凸パターン
6、8、12、14、16 凹凸部
7 砥石
9 ガン
10 マスク
11 砥粒
13a、13b ホーン
15 エキシマレーザ
Claims (3)
- 【請求項1】レーザ光による金属面への加工において、
金属加工面に凹凸を形成してこの金属加工面にレーザの
照射を行うことを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項2】金属加工面への凹凸の形状が微小凹凸を有
するホーンに超音波振動を加えることによる凹凸の形成
であることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法
。 - 【請求項3】金属加工面への凹凸の形成がエキシマレー
ザの照射による凹凸の形成であることを特徴とする請求
項1記載のレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3147816A JPH04344887A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | レーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3147816A JPH04344887A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | レーザ加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04344887A true JPH04344887A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=15438875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3147816A Pending JPH04344887A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | レーザ加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04344887A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002292486A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 固定構造 |
JP2013153126A (ja) * | 2012-09-04 | 2013-08-08 | Panasonic Corp | Ledパッケージ及びled発光素子 |
DE19549667B4 (de) * | 1994-02-28 | 2014-01-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Laserstrahlbearbeitungsverfahren und Laserstrahlbearbeitungsgerät |
CN108284273A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 发那科株式会社 | 复合加工方法以及计算机可读介质 |
JP2020142298A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 株式会社東芝 | 溶接方法 |
JP2021053671A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 古河電気工業株式会社 | 接合体の製造方法及び接合体 |
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JPH0237925A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Kurieiteitsuku Japan:Kk | 超音波を用いた金属の加工方法 |
JPH02141525A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Toshiba Corp | レーザビームによる表面焼入れ方法 |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3147816A patent/JPH04344887A/ja active Pending
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