JPH0468077B2 - - Google Patents
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- JPH0468077B2 JPH0468077B2 JP63202100A JP20210088A JPH0468077B2 JP H0468077 B2 JPH0468077 B2 JP H0468077B2 JP 63202100 A JP63202100 A JP 63202100A JP 20210088 A JP20210088 A JP 20210088A JP H0468077 B2 JPH0468077 B2 JP H0468077B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、特に微細加工、精密加工が要求され
る各種の部材に対して好適に適用可能な、レーザ
ビームによる穴加工法に関するものである。
る各種の部材に対して好適に適用可能な、レーザ
ビームによる穴加工法に関するものである。
［従来の技術］
非接触下に行なうことのできる穴加工の手法と
しては、従来より電子ビームを用いたものが一般
的であつたが、近時、これに代替し得るものとし
てレーザビームを用いる手法が徐々に普及しつつ
ある。
しては、従来より電子ビームを用いたものが一般
的であつたが、近時、これに代替し得るものとし
てレーザビームを用いる手法が徐々に普及しつつ
ある。
レーザビームは、レンズを用いた光学的な集光
が可能である。このため、高エネルギー密度化が
容易であり、加工部材に与える熱影響を低減でき
る効果が得られる。また、電子ビームのような真
空室を必要としないので、加工雰囲気に制約を伴
なうことがなく、大気中での作業が容易となる利
点がある。さらに、出力制御も正確に行なうこと
ができるため微細加工、精密加工に特に適用の途
が大であり、その他、電磁的な弊害も伴なうこと
がない等といつた種々の優れた性質を有してい
る。このため、その応用範囲は急速に広がりつつ
ある。
が可能である。このため、高エネルギー密度化が
容易であり、加工部材に与える熱影響を低減でき
る効果が得られる。また、電子ビームのような真
空室を必要としないので、加工雰囲気に制約を伴
なうことがなく、大気中での作業が容易となる利
点がある。さらに、出力制御も正確に行なうこと
ができるため微細加工、精密加工に特に適用の途
が大であり、その他、電磁的な弊害も伴なうこと
がない等といつた種々の優れた性質を有してい
る。このため、その応用範囲は急速に広がりつつ
ある。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、レーザビームがこのように優れた性
質を有しているにも拘らず、これを穴加工に適用
すると、第５図に示すように加工部材１１に貫通
された穴ｂの周縁に飛散物が付着し易く、シヤー
プな加工が妨げられる問題が生じる。
質を有しているにも拘らず、これを穴加工に適用
すると、第５図に示すように加工部材１１に貫通
された穴ｂの周縁に飛散物が付着し易く、シヤー
プな加工が妨げられる問題が生じる。
すなわち、穴加工を行なうと、加工部材１１か
ら溶融物ｅや蒸発物ｆが飛散するが、その一部
に、穴ｂの内周面１１b2を始め、上端周縁１１
b1、下端周縁１１b3に付着したまま凝固するもの
がある。そのうち、穴の下端周縁１１b3に付着し
たものは、穴ｂから下方へ垂下したり、加工部材
１１の裏面１１ｂに回り込んだりして、穴形状を
歪めることが多い。特に、裏面１１ｂに回り込ん
だものは、凝固するまでに穴周辺をクレータ状に
焼損させるため、適正な穴加工を行なう際の大き
な障害となつている。
ら溶融物ｅや蒸発物ｆが飛散するが、その一部
に、穴ｂの内周面１１b2を始め、上端周縁１１
b1、下端周縁１１b3に付着したまま凝固するもの
がある。そのうち、穴の下端周縁１１b3に付着し
たものは、穴ｂから下方へ垂下したり、加工部材
１１の裏面１１ｂに回り込んだりして、穴形状を
歪めることが多い。特に、裏面１１ｂに回り込ん
だものは、凝固するまでに穴周辺をクレータ状に
焼損させるため、適正な穴加工を行なう際の大き
な障害となつている。
本発明は、このような問題点に着目してなされ
たものであつて、これらを好適に解消し得るレー
ザビームによる穴加工法を開発することを目的と
している。
たものであつて、これらを好適に解消し得るレー
ザビームによる穴加工法を開発することを目的と
している。
［課題を解決するための手段］
本発明は、かかる目的を達成するために、次の
ような構成を採用したものである。
ような構成を採用したものである。
すなわち、本発明に係るレーザビームによる穴
加工法は、加工部材にレーザビームを照射して穴
加工を行なう際に、該加工部材の穴加工部に対応
する部材裏面に、レーザビームに対して透過性を
有した加工補助体を予め密着させておくようにし
たことを特徴としている。
加工法は、加工部材にレーザビームを照射して穴
加工を行なう際に、該加工部材の穴加工部に対応
する部材裏面に、レーザビームに対して透過性を
有した加工補助体を予め密着させておくようにし
たことを特徴としている。
［作 用］
このような方法によれば、加工補助体はレーザ
ビームに対して透過性があるので、レーザのエネ
ルギを吸収することなく、加工部材の裏面側に密
着された状態を維持する。このため、レーザビー
ム照射によつて加工部材に貫通穴が生じても、そ
の穴の下端は加工補助体によつて栓をされた状態
が生じ、発生した溶融物や蒸発物は下方へ飛散す
ることなく、穴の上端から上方へ向かつて噴出除
去されることになる。したがつて、少なくとも穴
の下端周縁にそれらが付着する不具合は解消で
き、この部位にシヤープなエツジを確保しておく
ことが可能となる。
ビームに対して透過性があるので、レーザのエネ
ルギを吸収することなく、加工部材の裏面側に密
着された状態を維持する。このため、レーザビー
ム照射によつて加工部材に貫通穴が生じても、そ
の穴の下端は加工補助体によつて栓をされた状態
が生じ、発生した溶融物や蒸発物は下方へ飛散す
ることなく、穴の上端から上方へ向かつて噴出除
去されることになる。したがつて、少なくとも穴
の下端周縁にそれらが付着する不具合は解消で
き、この部位にシヤープなエツジを確保しておく
ことが可能となる。
また、このような穴加工部の裏面側が閉止され
ていると、穴貫通後にも穴の内圧（すなわち、溶
融・蒸発による蒸気圧）が低下することがなくな
るので、溶融・蒸発物の除去は最後まで効果的に
行なわれる。このため、加工補助体を用いずにレ
ーザビームを照射する場合に比して、加工効率が
向上する。
ていると、穴貫通後にも穴の内圧（すなわち、溶
融・蒸発による蒸気圧）が低下することがなくな
るので、溶融・蒸発物の除去は最後まで効果的に
行なわれる。このため、加工補助体を用いずにレ
ーザビームを照射する場合に比して、加工効率が
向上する。
なお、レーザビームが照射され、加工部材が溶
融し、蒸発してその内圧により外部へ噴出すると
いう工程は、極めて短時間に爆発的に行なわれる
ものであるため、加工補助体の機械的な強度は、
その瞬間的な内圧上昇に耐え得る程度のものであ
りさえすればよく、後述するようなビニールテー
プや水等であつても、十分にその機能を発揮し得
るものである。
融し、蒸発してその内圧により外部へ噴出すると
いう工程は、極めて短時間に爆発的に行なわれる
ものであるため、加工補助体の機械的な強度は、
その瞬間的な内圧上昇に耐え得る程度のものであ
りさえすればよく、後述するようなビニールテー
プや水等であつても、十分にその機能を発揮し得
るものである。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第１図は、本発明の加工概念図を示しており、
目的とする加工部材１に対向して、図外位置に、
例えば波長が1.06μmのYAGレーザを発生させる
レーザビーム発生装置を配置している。そして、
その光路途中に図に示すような凸状の集光レンズ
２を配設し、レーザビーム発生装置からのレーザ
ビームＲをこの集光レンズ２で集光して、加工部
材１上の所望の穴加工部Ａに部材表面１ａ側から
照射できるようにしている。
目的とする加工部材１に対向して、図外位置に、
例えば波長が1.06μmのYAGレーザを発生させる
レーザビーム発生装置を配置している。そして、
その光路途中に図に示すような凸状の集光レンズ
２を配設し、レーザビーム発生装置からのレーザ
ビームＲをこの集光レンズ２で集光して、加工部
材１上の所望の穴加工部Ａに部材表面１ａ側から
照射できるようにしている。
一方、これに対して前記加工部材１の穴加工部
Ａに対応する部材裏面１ｂ側に、加工開始前に、
加工補助体３を密接に取着しておくようにしてい
る。この加工補助体３は、前述したレーザビーム
Ｒに対して光学的に透明なもので、かつ、加工部
材１に対しては密着性が良く、しかも剥がし易く
て、さらに、仮にその一部が伝熱により溶融した
としても加工部材１に溶着しにくい性質を有した
ものが用いられている。具体的には、単なるビニ
ールテープが最も安価で使い易く、他のものとし
ては、高分子材料や、水等も利用可能である。こ
こでは、YAGレーザに対して透過性のあるビニ
ールテープ（透明で粘着性のもの）を用いてい
る。
Ａに対応する部材裏面１ｂ側に、加工開始前に、
加工補助体３を密接に取着しておくようにしてい
る。この加工補助体３は、前述したレーザビーム
Ｒに対して光学的に透明なもので、かつ、加工部
材１に対しては密着性が良く、しかも剥がし易く
て、さらに、仮にその一部が伝熱により溶融した
としても加工部材１に溶着しにくい性質を有した
ものが用いられている。具体的には、単なるビニ
ールテープが最も安価で使い易く、他のものとし
ては、高分子材料や、水等も利用可能である。こ
こでは、YAGレーザに対して透過性のあるビニ
ールテープ（透明で粘着性のもの）を用いてい
る。
しかして、このようにビニールテープ３を併用
し、レーザビームＲを例えば1msのパルス状にし
て穴加工部Ａに照射すると、瞬時にして第３図に
示すような極めて形状の整つた穴ａが再現性よく
貫通することにになる。これを時間軸を引き延ば
して観察すると、レーザビームＲ照射によつて先
ず穴加工部Ａの一部が溶融し、これが内部で速や
かに蒸発するとともに、このような現象が下方に
広がつて、加工部材１の一部に第２図に示すよう
な貫通穴ａが生じる。この際、ビニールテープ３
はレーザビームＲに直接さらされることになる
が、その透過性ゆえにレーザビームＲから熱影響
を受け難く、殆ど溶融しない。したがつて、貫通
穴ａの下端に栓を施した状態が生じる。このた
め、穴ａの内部で生じた溶融物ｃや蒸発物ｄは、
加工部材１の下方へ飛散することができず、全
て、穴ａの上端から上方へ向かつて噴出除去され
る。そして、加工終了後にビニールテープ３を剥
離すると、第３図に示すような穴ａの下端周縁a2
にドロス等の付着のない、また、クレータ状の焼
損跡のない、シヤープでクリーンなエツジが確保
される。
し、レーザビームＲを例えば1msのパルス状にし
て穴加工部Ａに照射すると、瞬時にして第３図に
示すような極めて形状の整つた穴ａが再現性よく
貫通することにになる。これを時間軸を引き延ば
して観察すると、レーザビームＲ照射によつて先
ず穴加工部Ａの一部が溶融し、これが内部で速や
かに蒸発するとともに、このような現象が下方に
広がつて、加工部材１の一部に第２図に示すよう
な貫通穴ａが生じる。この際、ビニールテープ３
はレーザビームＲに直接さらされることになる
が、その透過性ゆえにレーザビームＲから熱影響
を受け難く、殆ど溶融しない。したがつて、貫通
穴ａの下端に栓を施した状態が生じる。このた
め、穴ａの内部で生じた溶融物ｃや蒸発物ｄは、
加工部材１の下方へ飛散することができず、全
て、穴ａの上端から上方へ向かつて噴出除去され
る。そして、加工終了後にビニールテープ３を剥
離すると、第３図に示すような穴ａの下端周縁a2
にドロス等の付着のない、また、クレータ状の焼
損跡のない、シヤープでクリーンなエツジが確保
される。
したがつて、この方法によれば、単にレーザビ
ームＲを照射する場合に比して穴ａの加工精度を
確実に向上することができ、特に微細加工や精密
加工が要求される作業に対して好適に適用するこ
とが可能となるものである。また、従来では加工
部材１の一部に貫通穴ａが生じると、それ以後、
穴加工部Ａの内圧が下がつて飛散物ｃ，ｄの噴出
不良の不具合を来たしていたが、この方法によれ
ば、終止穴ａの下端が加工補助体３によつて閉止
されているので、内圧低下を来たすことが殆どな
い。このため、飛散物の除去は瞬時にして確実に
行なわれ、従来の加工方法によつた第５図の穴形
状と比較して、穴内周面a3における残存付着量を
低減することができる。これと同時に、レーザビ
ームＲが低出力のものであつても終止効率良く加
工を行なうことができるので、発生装置の小型化
と加工速度の向上とを図ることが可能になる。
ームＲを照射する場合に比して穴ａの加工精度を
確実に向上することができ、特に微細加工や精密
加工が要求される作業に対して好適に適用するこ
とが可能となるものである。また、従来では加工
部材１の一部に貫通穴ａが生じると、それ以後、
穴加工部Ａの内圧が下がつて飛散物ｃ，ｄの噴出
不良の不具合を来たしていたが、この方法によれ
ば、終止穴ａの下端が加工補助体３によつて閉止
されているので、内圧低下を来たすことが殆どな
い。このため、飛散物の除去は瞬時にして確実に
行なわれ、従来の加工方法によつた第５図の穴形
状と比較して、穴内周面a3における残存付着量を
低減することができる。これと同時に、レーザビ
ームＲが低出力のものであつても終止効率良く加
工を行なうことができるので、発生装置の小型化
と加工速度の向上とを図ることが可能になる。
なお、以上の実施例に加えて、加工部材１の表
面１ａ側に第４図に示すような第２の加工補助体
４を取着しておく方法も有効である。この場合、
加工補助体４の性質としては、前記実施例で用い
た加工補助体３とは性質が逆の、レーザビームＲ
に対して吸収の良い物質（例えば黒色の粘着性ビ
ニールテープ）を用いるようにする。この手法に
よれば、加工部材１の表面１ａがレーザビームＲ
を反射し易いようなものであつても、加工を実効
ならしめることができ、かつ、加工補助体４を除
去する際に周辺に付着したドロス等も一緒に取り
除くことができるので、穴ａの上端周縁について
もシヤープでクリーンな穴加工が可能となる。
面１ａ側に第４図に示すような第２の加工補助体
４を取着しておく方法も有効である。この場合、
加工補助体４の性質としては、前記実施例で用い
た加工補助体３とは性質が逆の、レーザビームＲ
に対して吸収の良い物質（例えば黒色の粘着性ビ
ニールテープ）を用いるようにする。この手法に
よれば、加工部材１の表面１ａがレーザビームＲ
を反射し易いようなものであつても、加工を実効
ならしめることができ、かつ、加工補助体４を除
去する際に周辺に付着したドロス等も一緒に取り
除くことができるので、穴ａの上端周縁について
もシヤープでクリーンな穴加工が可能となる。
また、レーザビームＲは必ずしも加工部材１に
対して垂直に照射する態様のものに限定されな
い。すなわち、加工部材１に対して一定の入射角
度をもつたレーザビームＲを照射すると、前記実
施例で述べた効果と同様の効果の下に、加工部材
１に斜め方向の貫通穴を設けることができる。さ
らに、内圧を高めたい場合には、加工部材１と加
工補助体３との間に蒸発性物質を介設してもよ
い。
対して垂直に照射する態様のものに限定されな
い。すなわち、加工部材１に対して一定の入射角
度をもつたレーザビームＲを照射すると、前記実
施例で述べた効果と同様の効果の下に、加工部材
１に斜め方向の貫通穴を設けることができる。さ
らに、内圧を高めたい場合には、加工部材１と加
工補助体３との間に蒸発性物質を介設してもよ
い。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。
変形が可能である。
［発明の効果］
本発明は、以上のような方法により、穴の下端
周縁に溶融物や蒸発物が付着するのを有効に防止
することができるので、シヤープなエツジとクリ
ーンな仕上がり状態を再現性よく得ることができ
るとともに、穴の内圧低下を防いで加工効率を向
上させたレーザビームによる穴加工法を提供でき
るものである。
周縁に溶融物や蒸発物が付着するのを有効に防止
することができるので、シヤープなエツジとクリ
ーンな仕上がり状態を再現性よく得ることができ
るとともに、穴の内圧低下を防いで加工効率を向
上させたレーザビームによる穴加工法を提供でき
るものである。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第
１図は加工法を示す概念図、第２図は加工状態を
示す断面図、第３図は形成された穴の形状を示す
断面図である。第４図は、他の実施例を示す第１
図相当の概念図である。第５図は、従来の加工法
による加工状態を示す第２図相当の断面図であ
る。 １…加工部材、１ｂ…部材裏面、３…加工補助
体、Ａ…穴加工部、Ｒ…レーザビーム。
１図は加工法を示す概念図、第２図は加工状態を
示す断面図、第３図は形成された穴の形状を示す
断面図である。第４図は、他の実施例を示す第１
図相当の概念図である。第５図は、従来の加工法
による加工状態を示す第２図相当の断面図であ
る。 １…加工部材、１ｂ…部材裏面、３…加工補助
体、Ａ…穴加工部、Ｒ…レーザビーム。
Claims (1)
- １ 加工部材にレーザビームを照射して穴加工を
行なう際に、該加工部材の穴加工部に対応する部
材裏面に、レーザビームに対して透過性を有した
加工補助体を予め密着させておくようにしたこと
を特徴とするレーザビームによる穴加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202100A JPH0252190A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | レーザビームによる穴加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202100A JPH0252190A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | レーザビームによる穴加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252190A JPH0252190A (ja) | 1990-02-21 |
| JPH0468077B2 true JPH0468077B2 (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=16451965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63202100A Granted JPH0252190A (ja) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | レーザビームによる穴加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0252190A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103143843B (zh) * | 2013-03-20 | 2015-05-13 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种带定位孔模线样板在返修过程中的定位方法 |
-
1988
- 1988-08-13 JP JP63202100A patent/JPH0252190A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252190A (ja) | 1990-02-21 |
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