JPH0631479A - 湿式レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド - Google Patents
湿式レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッドInfo
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- JPH0631479A JPH0631479A JP5110796A JP11079693A JPH0631479A JP H0631479 A JPH0631479 A JP H0631479A JP 5110796 A JP5110796 A JP 5110796A JP 11079693 A JP11079693 A JP 11079693A JP H0631479 A JPH0631479 A JP H0631479A
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- laser processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザ加工に際しての初期設定が簡単で、かつ
レーザ加工中にアシスト液の液面が変動してもワークに
対する集光点の変位がなく、さらにレーザ加工中にワー
クから発生した気泡をレーザビームの照射点から効果的
に排除して安定よく加工が行えるようにした湿式レーザ
加工方法を提供する。 【構成】加工容器７内に満たしたアシスト液６の液中に
ワーク４を浸漬し、レーザ発振器１より集光レンズ３を
通じてワークにレーザビームを照射して除去加工を行う
レーザ加工方法において、レーザビームに光軸を合わせ
て集光レンズを内蔵したレーザ加工ヘッド１５をワーク
の上方位置に対向配置するとともに、該加工ヘッドの先
端ノズル部１５ａを加工容器内でアシスト液の液面下に
浸たし、かつノズル部内を充満させるように外部から供
給したアシスト液をノズル部よりワークに向けて噴出さ
せながらレーザビームを照射して加工を行う。
レーザ加工中にアシスト液の液面が変動してもワークに
対する集光点の変位がなく、さらにレーザ加工中にワー
クから発生した気泡をレーザビームの照射点から効果的
に排除して安定よく加工が行えるようにした湿式レーザ
加工方法を提供する。 【構成】加工容器７内に満たしたアシスト液６の液中に
ワーク４を浸漬し、レーザ発振器１より集光レンズ３を
通じてワークにレーザビームを照射して除去加工を行う
レーザ加工方法において、レーザビームに光軸を合わせ
て集光レンズを内蔵したレーザ加工ヘッド１５をワーク
の上方位置に対向配置するとともに、該加工ヘッドの先
端ノズル部１５ａを加工容器内でアシスト液の液面下に
浸たし、かつノズル部内を充満させるように外部から供
給したアシスト液をノズル部よりワークに向けて噴出さ
せながらレーザビームを照射して加工を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工物であるワーク
をアシスト液 (例えばエッチング液) 中に浸漬させた状
態で上方からレーザビームを照射して穴あけ，溝加工，
切断などの除去加工を行う湿式レーザ加工方法，および
当該レーザ加工方法に用いる加工ヘッドの構造に関す
る。
をアシスト液 (例えばエッチング液) 中に浸漬させた状
態で上方からレーザビームを照射して穴あけ，溝加工，
切断などの除去加工を行う湿式レーザ加工方法，および
当該レーザ加工方法に用いる加工ヘッドの構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】まず、頭記の湿式レーザ加工法に適用す
る従来におけるレーザアシストエッチング加工装置の全
体構成を図５に示す。図において、１はレーザ発振器
（例えばＹＡＧレーザ）、２はベントミラー、３は集光
レンズ、４は被加工物であるワーク（例えばAl2 Ｏ3 −
TiＣセラミック）であり、ワーク４は加工台５の上に載
置して加工容器７内に供給したアシスト液６（例えばＫ
ＯＨ溶液などのエッチング液）の液中に浸漬され、かつ
加工容器７はＸ−Ｙテーブル８の上に搭載されている。
また、９はアシスト液の貯留液槽であり、容器７との間
に送液ポンプ１０を含むアシスト液の循環回路１１を構
成している。なお、１２は加工容器７の上面に被せた透
光性の透視窓、１３はモニタ用カメラである。
る従来におけるレーザアシストエッチング加工装置の全
体構成を図５に示す。図において、１はレーザ発振器
（例えばＹＡＧレーザ）、２はベントミラー、３は集光
レンズ、４は被加工物であるワーク（例えばAl2 Ｏ3 −
TiＣセラミック）であり、ワーク４は加工台５の上に載
置して加工容器７内に供給したアシスト液６（例えばＫ
ＯＨ溶液などのエッチング液）の液中に浸漬され、かつ
加工容器７はＸ−Ｙテーブル８の上に搭載されている。
また、９はアシスト液の貯留液槽であり、容器７との間
に送液ポンプ１０を含むアシスト液の循環回路１１を構
成している。なお、１２は加工容器７の上面に被せた透
光性の透視窓、１３はモニタ用カメラである。
【０００３】かかる構成において、レーザ加工時にはレ
ーザ発振器１から出射したレーザビーム１４がミラー２
で反射し、集光レンズ３を透過してアシスト液６の液面
下に浸漬しているワーク４の加工面上に照射される。ま
た、レーザ加工中には液槽９よりアシスト液６を加工容
器５に連続的に供給し、オーバーフロー式に流して循環
させる。これにより、高パワー密度のレーザビーム１
４、およびアシスト液６にエッチング液を用いた場合に
はその化学作用も同時に働いてワーク４の除去加工が進
行する。なお、レーザ加工中に加工容器７へアシスト液
６を循環供給することにより、ワーク４のレーザ照射部
に発生した気泡，溶融物などがアシスト液６の流れによ
って除去されるので、気泡によるレーザ光の散乱，液の
滞留による液温の過度な上昇，エッチング液の劣化など
が防げる。
ーザ発振器１から出射したレーザビーム１４がミラー２
で反射し、集光レンズ３を透過してアシスト液６の液面
下に浸漬しているワーク４の加工面上に照射される。ま
た、レーザ加工中には液槽９よりアシスト液６を加工容
器５に連続的に供給し、オーバーフロー式に流して循環
させる。これにより、高パワー密度のレーザビーム１
４、およびアシスト液６にエッチング液を用いた場合に
はその化学作用も同時に働いてワーク４の除去加工が進
行する。なお、レーザ加工中に加工容器７へアシスト液
６を循環供給することにより、ワーク４のレーザ照射部
に発生した気泡，溶融物などがアシスト液６の流れによ
って除去されるので、気泡によるレーザ光の散乱，液の
滞留による液温の過度な上昇，エッチング液の劣化など
が防げる。
【０００４】前記のように、ワークをアシスト液中に浸
漬させて行う湿式レーザ加工法は、大気中でレーザビー
ムを照射して行う熱的加工法と比べて溶融物の生成，熱
影響を受けることがなく、精密加工法として広く採用さ
れている。
漬させて行う湿式レーザ加工法は、大気中でレーザビー
ムを照射して行う熱的加工法と比べて溶融物の生成，熱
影響を受けることがなく、精密加工法として広く採用さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークをア
シスト液の液面下に置いて湿式レーザ加工を行う際に、
図５で述べたように、ワーク４に対してレーザビーム１
４をアシスト液６の液面よりも上方の大気側から照射
し、またアシスト液６を加工容器７の一端側から供給し
てバーフローさせるように流す従来方式では次記のよう
な問題点が残る。
シスト液の液面下に置いて湿式レーザ加工を行う際に、
図５で述べたように、ワーク４に対してレーザビーム１
４をアシスト液６の液面よりも上方の大気側から照射
し、またアシスト液６を加工容器７の一端側から供給し
てバーフローさせるように流す従来方式では次記のよう
な問題点が残る。
【０００６】（１）レーザ加工中に加工容器内に満たし
たアシスト液の液面が変動すると、レーザビームの集光
点が変位して加工精度に影響を及ぼす。すなわち、図６
は加工容器内に満たしたアシスト液の液面変動に伴う集
光レンズ透過後のレーザビーム１４の集光点の変化の様
子を表したものであり、図中のＰ1 ，Ｐ2 ，ＰO はそれ
ぞれ液面Ｉ，液面II，大気中に対応したレーザビーム１
４の集光点である。ここで、加工容器の中が空（大気雰
囲気）であれば集光レンズ３を透過したレーザビーム１
４の集光点ＰO は集光レンズ３の焦点距離ｆに一致す
る。一方、加工容器をアシスト液で満たした状態では光
の屈折現象により集光点が前記集光点ＰOより変位す
る。この場合に、アシスト液の液面がＩからIIに変化す
ると、集光点Ｐ1 ，Ｐ2 が液面からｄ1 ，ｄ2 の深さ位
置に変化する。このために、あらかじめワークの加工面
にレーザビームの集光点を合わせて初期設定した場合で
も、加工途中でアシスト液の液面変動が生じると、ワー
クの加工面に対するレーザビームがデフォーカスとなっ
て加工精度を低下させる。
たアシスト液の液面が変動すると、レーザビームの集光
点が変位して加工精度に影響を及ぼす。すなわち、図６
は加工容器内に満たしたアシスト液の液面変動に伴う集
光レンズ透過後のレーザビーム１４の集光点の変化の様
子を表したものであり、図中のＰ1 ，Ｐ2 ，ＰO はそれ
ぞれ液面Ｉ，液面II，大気中に対応したレーザビーム１
４の集光点である。ここで、加工容器の中が空（大気雰
囲気）であれば集光レンズ３を透過したレーザビーム１
４の集光点ＰO は集光レンズ３の焦点距離ｆに一致す
る。一方、加工容器をアシスト液で満たした状態では光
の屈折現象により集光点が前記集光点ＰOより変位す
る。この場合に、アシスト液の液面がＩからIIに変化す
ると、集光点Ｐ1 ，Ｐ2 が液面からｄ1 ，ｄ2 の深さ位
置に変化する。このために、あらかじめワークの加工面
にレーザビームの集光点を合わせて初期設定した場合で
も、加工途中でアシスト液の液面変動が生じると、ワー
クの加工面に対するレーザビームがデフォーカスとなっ
て加工精度を低下させる。
【０００７】また、図５で示したように、加工台５の上
に載置したワーク４の厚さ寸法が異なると、加工容器７
に満たしたアシスト液の液面が一定であってもワーク４
から液面までの水深が変化するために、前記と同様なレ
ーザビームのデフォーカスの問題が発生する。このため
に、実際にレーザ加工を行うに当たっては、ワーク４と
集光レンズ３との間の間隔を一定距離に設定しただけで
は初期設定が不十分であり、その都度ワーク４の厚さ，
液面までの水深を考慮して集光点がワークの表面に合致
するように集光レンズの位置を調整する煩わしい段取り
作業が必要となる。しかも、この場合でもレーザ加工中
にアシスト液の送液流量が変化するなどして加工容器内
の液面が変動すると、ワークに対するレーザビームの照
射集光点がデフォーカス状態になるので、この結果とし
て加工精度が悪化する。
に載置したワーク４の厚さ寸法が異なると、加工容器７
に満たしたアシスト液の液面が一定であってもワーク４
から液面までの水深が変化するために、前記と同様なレ
ーザビームのデフォーカスの問題が発生する。このため
に、実際にレーザ加工を行うに当たっては、ワーク４と
集光レンズ３との間の間隔を一定距離に設定しただけで
は初期設定が不十分であり、その都度ワーク４の厚さ，
液面までの水深を考慮して集光点がワークの表面に合致
するように集光レンズの位置を調整する煩わしい段取り
作業が必要となる。しかも、この場合でもレーザ加工中
にアシスト液の送液流量が変化するなどして加工容器内
の液面が変動すると、ワークに対するレーザビームの照
射集光点がデフォーカス状態になるので、この結果とし
て加工精度が悪化する。
【０００８】（２）また、ワークに対して除去加工を行
う場合には、ワークの材質，加工深さに対応してレーザ
出力を調整するようにしているが、ワークの材質，レー
ザ出力の相違によりワークの表面から生じる気泡の発生
状況も増減する。したがって、このような状況下で従来
のアシスト液供給方法（加工容器内でアシスト液をオー
バーフロー方式に流す）でレーザビームの照射地点から
気泡を確実に素早く排除するためには、アシスト液の循
環流量をその都度適正な流量に調整しなければならず、
その段取り作業が極めて厄介である。
う場合には、ワークの材質，加工深さに対応してレーザ
出力を調整するようにしているが、ワークの材質，レー
ザ出力の相違によりワークの表面から生じる気泡の発生
状況も増減する。したがって、このような状況下で従来
のアシスト液供給方法（加工容器内でアシスト液をオー
バーフロー方式に流す）でレーザビームの照射地点から
気泡を確実に素早く排除するためには、アシスト液の循
環流量をその都度適正な流量に調整しなければならず、
その段取り作業が極めて厄介である。
【０００９】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、レーザ加工に際
しての初期設定が簡単で、かつアシスト液の液面変動な
どの影響を受けることがなく、しかも加工中にワークか
ら発生した気泡をレーザビームの照射点から効果的に排
除して安定よく加工が行えるようにした湿式レーザ加工
方法、およびそのレーザ加工方法の実施に用いるレーザ
加工ヘッドの構造を提供することにある。
であり、その目的は前記課題を解決し、レーザ加工に際
しての初期設定が簡単で、かつアシスト液の液面変動な
どの影響を受けることがなく、しかも加工中にワークか
ら発生した気泡をレーザビームの照射点から効果的に排
除して安定よく加工が行えるようにした湿式レーザ加工
方法、およびそのレーザ加工方法の実施に用いるレーザ
加工ヘッドの構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、次記のような方法で達成される。 第１の解決手段：ワークを加工容器に満たしたアシスト
液中に浸漬した状態で、レーザ加工ヘッドの先端ノズル
部をワークの加工地点に向けて上方から加工容器内に満
たしたアシスト液の液面下に浸し、かつレーザ加工ヘッ
ドの内部をアシスト液で満たして加工を行う。
り、次記のような方法で達成される。 第１の解決手段：ワークを加工容器に満たしたアシスト
液中に浸漬した状態で、レーザ加工ヘッドの先端ノズル
部をワークの加工地点に向けて上方から加工容器内に満
たしたアシスト液の液面下に浸し、かつレーザ加工ヘッ
ドの内部をアシスト液で満たして加工を行う。
【００１１】また、前記方法においては、レーザ加工ヘ
ッドの内部を外部より連続的に導入したアシスト液で充
満させつつ、同時にアシスト液を先端ノズル部よりレー
ザ加工地点に向け噴出させて加工を行うのがよい。 第２の解決手段：ワークを気中に配置した状態でレーザ
加工ヘッドの先端ノズル部をワークの加工地点に対向さ
せ、レーザビームの照射と同時にレーザ加工ヘッドの内
部を満たすように外部から連続的に導入したアシスト液
を加工ヘッドの先端ノズル部よりワークの加工地点に向
け噴出させて加工を行う。
ッドの内部を外部より連続的に導入したアシスト液で充
満させつつ、同時にアシスト液を先端ノズル部よりレー
ザ加工地点に向け噴出させて加工を行うのがよい。 第２の解決手段：ワークを気中に配置した状態でレーザ
加工ヘッドの先端ノズル部をワークの加工地点に対向さ
せ、レーザビームの照射と同時にレーザ加工ヘッドの内
部を満たすように外部から連続的に導入したアシスト液
を加工ヘッドの先端ノズル部よりワークの加工地点に向
け噴出させて加工を行う。
【００１２】また、前記の各解決手段においては、アシ
スト液にエッチング液を用いてレーザ加工を行うことが
できる。さらに、前記のレーザ加工方法の実施に用いる
本発明のレーザ加工ヘッドは、加工ヘッドに内部に集光
レンズ，および前方に透過窓を兼ねた保護ガラスを装備
するとともに、該加工ヘッドの先端ノズル部に外部から
アシスト液を導入するアシスト液供給パイプを接続して
構成するものとする。
スト液にエッチング液を用いてレーザ加工を行うことが
できる。さらに、前記のレーザ加工方法の実施に用いる
本発明のレーザ加工ヘッドは、加工ヘッドに内部に集光
レンズ，および前方に透過窓を兼ねた保護ガラスを装備
するとともに、該加工ヘッドの先端ノズル部に外部から
アシスト液を導入するアシスト液供給パイプを接続して
構成するものとする。
【００１３】
【作用】上記解決手段１の方法においては、加工ヘッド
の先端ノズル部を加工容器内のアシスト液の液面下に浸
漬させ、かつ加工ヘッドの内部をアシスト液で満たした
状態でレーザ加工を行うことにより、加工容器内でのア
シスト液面の高さに変動の影響を受けることなく、集光
レンズを透過したレーザビームは集光レンズから一定距
離の点に集光することになる。したがって、初期設定時
にワークの加工面上にレーザビームが焦点を結ぶように
加工ヘッドを位置決め設定しておけば、加工中にアシス
ト液面の変動が生じてもこれに影響されることがなく、
常にレーザビームの集光点をワークの加工面に一致させ
た状態を維持して精度よくレーザ加工が行える。
の先端ノズル部を加工容器内のアシスト液の液面下に浸
漬させ、かつ加工ヘッドの内部をアシスト液で満たした
状態でレーザ加工を行うことにより、加工容器内でのア
シスト液面の高さに変動の影響を受けることなく、集光
レンズを透過したレーザビームは集光レンズから一定距
離の点に集光することになる。したがって、初期設定時
にワークの加工面上にレーザビームが焦点を結ぶように
加工ヘッドを位置決め設定しておけば、加工中にアシス
ト液面の変動が生じてもこれに影響されることがなく、
常にレーザビームの集光点をワークの加工面に一致させ
た状態を維持して精度よくレーザ加工が行える。
【００１４】一方、解決手段２の方法によれば、レーザ
加工時にレーザ加工ヘッドの内部がアシスト液で充満さ
れるのは勿論のこと、先端ノズル部とワークの加工地点
との間の間隙も先端ノズル部から噴射するアシスト液で
満たされた状態に保持され、レーザビームはこのアシス
ト液の中を透過してワークの加工面に照射される。した
がって、ワークをアシスト液中に浸漬させずに気中に配
置したままの状態で湿式レーザ加工を行うことができ、
加工ヘッドの位置決めも加工容器内の液面レベル，ワー
クと液面までの深さなどを考慮する必要がなしに簡単に
初期設定が行える。しかもアシスト液はレーザ加工地点
にのみ集中的に噴射するようにしたので全体での使用量
も少なくて済む。
加工時にレーザ加工ヘッドの内部がアシスト液で充満さ
れるのは勿論のこと、先端ノズル部とワークの加工地点
との間の間隙も先端ノズル部から噴射するアシスト液で
満たされた状態に保持され、レーザビームはこのアシス
ト液の中を透過してワークの加工面に照射される。した
がって、ワークをアシスト液中に浸漬させずに気中に配
置したままの状態で湿式レーザ加工を行うことができ、
加工ヘッドの位置決めも加工容器内の液面レベル，ワー
クと液面までの深さなどを考慮する必要がなしに簡単に
初期設定が行える。しかもアシスト液はレーザ加工地点
にのみ集中的に噴射するようにしたので全体での使用量
も少なくて済む。
【００１５】また、解決手段１，２の方法においては、
加工ヘッドの先端ノズル部からワークの加工地点に向け
てアシスト液を集中的に噴出させることにより、レーザ
加工の進行に伴ってワークから発生する気泡，溶融物な
どを効果的に排除される。したがって、アシスト液にエ
ッチング液を用いてレーザアシストエッチング加工を行
う場合でも、ワークの加工面に向けて均一濃度の新鮮な
エッチング液を供給しながら効率よくレーザ加工を進め
ることができる。
加工ヘッドの先端ノズル部からワークの加工地点に向け
てアシスト液を集中的に噴出させることにより、レーザ
加工の進行に伴ってワークから発生する気泡，溶融物な
どを効果的に排除される。したがって、アシスト液にエ
ッチング液を用いてレーザアシストエッチング加工を行
う場合でも、ワークの加工面に向けて均一濃度の新鮮な
エッチング液を供給しながら効率よくレーザ加工を進め
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、図示実施例はレーザアシストエッチング加工
装置であり、図中で図５に対応する同一部材には同じ符
号が付してある。 実施例１：図１，図２は本発明の解決手段１に対応する
実施例を示すものである。この実施例においては、加工
容器７の上方にレーザ発振器１から出射したレーザビー
ム１４の光軸に合わせて集光レンズ３を内蔵したレーザ
加工ヘッド１５が配備されている。ここで、図２で詳細
構造を示すように、レーザ加工ヘッド１５はレンズホル
ダの先端側にレーザビームの透過穴が開口したノズル部
１５ａを有し、かつレンズホルダの内部には集光レンズ
３とノズル部１５ａとの間を液密に隔離するように透視
窓を兼ねた保護ガラス１６が組み込まれ、さらにノズル
部１５ａには液槽９から送液ポンプ１０を経て配管した
アシスト液供給管１１ａが接続されている。
る。なお、図示実施例はレーザアシストエッチング加工
装置であり、図中で図５に対応する同一部材には同じ符
号が付してある。 実施例１：図１，図２は本発明の解決手段１に対応する
実施例を示すものである。この実施例においては、加工
容器７の上方にレーザ発振器１から出射したレーザビー
ム１４の光軸に合わせて集光レンズ３を内蔵したレーザ
加工ヘッド１５が配備されている。ここで、図２で詳細
構造を示すように、レーザ加工ヘッド１５はレンズホル
ダの先端側にレーザビームの透過穴が開口したノズル部
１５ａを有し、かつレンズホルダの内部には集光レンズ
３とノズル部１５ａとの間を液密に隔離するように透視
窓を兼ねた保護ガラス１６が組み込まれ、さらにノズル
部１５ａには液槽９から送液ポンプ１０を経て配管した
アシスト液供給管１１ａが接続されている。
【００１７】そして、レーザ加工を行う際には、まず前
記したレーザ加工ヘッド１５の先端ノズル部１５ａを加
工容器７に満たしたアシスト液（エッチング液）６の液
面下に浸たし、かつ液槽９からポンプ１０，液供給管１
１ａを通じて加工ヘッド１５の内部にアシスト液を充満
させた状態で、レーザビーム１４がワーク４の加工面上
に焦点を結ぶように加工ヘッド１５の高さ位置を初期設
定する。そして、レーザ加工時には液槽９から液供給管
１１ａを通じて加工ヘッド１５の中にアシスト液を連続
的に加圧供給し、先端ノズル部１５ａの先端開口穴を通
じてワーク４の加工地点に向けアシスト液を噴出させつ
つ、同時にワーク４にレーザビーム１４を照射してレー
ザアシストエッチング加工を行う。
記したレーザ加工ヘッド１５の先端ノズル部１５ａを加
工容器７に満たしたアシスト液（エッチング液）６の液
面下に浸たし、かつ液槽９からポンプ１０，液供給管１
１ａを通じて加工ヘッド１５の内部にアシスト液を充満
させた状態で、レーザビーム１４がワーク４の加工面上
に焦点を結ぶように加工ヘッド１５の高さ位置を初期設
定する。そして、レーザ加工時には液槽９から液供給管
１１ａを通じて加工ヘッド１５の中にアシスト液を連続
的に加圧供給し、先端ノズル部１５ａの先端開口穴を通
じてワーク４の加工地点に向けアシスト液を噴出させつ
つ、同時にワーク４にレーザビーム１４を照射してレー
ザアシストエッチング加工を行う。
【００１８】これにより、レーザ加工時には前記のよう
にレーザ加工ヘッド１５のノズル部１５ａが加工容器内
のアシスト液中に浸り、かつノズル部１５ａの内部もア
シスト液で充満されているので、集光レンズ３を透過し
たレーザビーム１４の集光点は加工容器７の液面変動に
左右されることなく一定不変となる。したがって、加工
中に容器内のアシスト液面が変動しても、ワーク４の加
工面に対してレーザビーム１４の集光点がデフォーカス
となることがない。しかも、アシスト液６を加工ヘッド
１５のノズル部１５ａを通じてレーザビームの照射地点
に向けて集中的に噴射供給するようにしたので、レーザ
加工中にワーク４から発生する気泡，溶融物をワークの
加工面から効果的に排除することができ、これにより加
工精度の高いレーザ加工が安定よく行える。
にレーザ加工ヘッド１５のノズル部１５ａが加工容器内
のアシスト液中に浸り、かつノズル部１５ａの内部もア
シスト液で充満されているので、集光レンズ３を透過し
たレーザビーム１４の集光点は加工容器７の液面変動に
左右されることなく一定不変となる。したがって、加工
中に容器内のアシスト液面が変動しても、ワーク４の加
工面に対してレーザビーム１４の集光点がデフォーカス
となることがない。しかも、アシスト液６を加工ヘッド
１５のノズル部１５ａを通じてレーザビームの照射地点
に向けて集中的に噴射供給するようにしたので、レーザ
加工中にワーク４から発生する気泡，溶融物をワークの
加工面から効果的に排除することができ、これにより加
工精度の高いレーザ加工が安定よく行える。
【００１９】そして、アシスト液６にエッチング液を用
いたレーザアシストエッチング加工の場合には、常に均
一濃度のエッチング液をワークの加工面に供給しながら
エッチング加工が進行する。なお、アシスト液は必ずし
もエッチング液である必要はなく、単に気泡，溶融物の
排除，冷却を目的とする場合には水を用いることもでき
る。
いたレーザアシストエッチング加工の場合には、常に均
一濃度のエッチング液をワークの加工面に供給しながら
エッチング加工が進行する。なお、アシスト液は必ずし
もエッチング液である必要はなく、単に気泡，溶融物の
排除，冷却を目的とする場合には水を用いることもでき
る。
【００２０】実施例２：図３，図４は本発明の解決手段
２に対応する実施例を示すものである。この実施例にお
いては、レーザ加工ヘッド１５が先記実施例１と同様な
構造であり、かつワーク４は気中に露呈したまま加工台
５の上に載置した状態で次記のようにレーザ加工が行わ
れる。
２に対応する実施例を示すものである。この実施例にお
いては、レーザ加工ヘッド１５が先記実施例１と同様な
構造であり、かつワーク４は気中に露呈したまま加工台
５の上に載置した状態で次記のようにレーザ加工が行わ
れる。
【００２１】すなわち、レーザ加工時には、液槽９から
ポンプ１０，液供給管１１ａを通じて加工ヘッド１５の
中にアシスト液（エッチング液）６を連続的に加圧供給
し、先端ノズル部１５ａの先端開口穴を通じてワーク４
の加工地点に向けアシスト液を噴出させながら、同時に
ワーク４にレーザビーム１４を照射してレーザアシスト
エッチング加工を行う。この状態では、図４から判るよ
うにレーザ加工ヘッド１５の先端ノズル部１５ａの内部
は勿論のこと、ノズル部１５ａの先端開口穴とワーク４
の加工地点との間のレーザ光路もノズル部から噴出する
アシスト液６で満たされるようになる。したがって、あ
らかじめ初期設定でレーザビーム１４がワーク４の加工
面に焦点を結ぶように位置決めしておくだけで、実施例
１と同等な湿式レーザ加工を行うことができる。なお、
レーザ加工ヘッド１５から噴出したアシスト液は加工容
器７に回収された後、配管路を通じて貯留液槽９に還流
する。
ポンプ１０，液供給管１１ａを通じて加工ヘッド１５の
中にアシスト液（エッチング液）６を連続的に加圧供給
し、先端ノズル部１５ａの先端開口穴を通じてワーク４
の加工地点に向けアシスト液を噴出させながら、同時に
ワーク４にレーザビーム１４を照射してレーザアシスト
エッチング加工を行う。この状態では、図４から判るよ
うにレーザ加工ヘッド１５の先端ノズル部１５ａの内部
は勿論のこと、ノズル部１５ａの先端開口穴とワーク４
の加工地点との間のレーザ光路もノズル部から噴出する
アシスト液６で満たされるようになる。したがって、あ
らかじめ初期設定でレーザビーム１４がワーク４の加工
面に焦点を結ぶように位置決めしておくだけで、実施例
１と同等な湿式レーザ加工を行うことができる。なお、
レーザ加工ヘッド１５から噴出したアシスト液は加工容
器７に回収された後、配管路を通じて貯留液槽９に還流
する。
【００２２】しかも、ワーク４に対しアシスト液６が加
工地点に集中して供給されるので、アシスト液の濃度も
安定するほか、このアシスト液の供給量は従来方法，あ
るいは実施例１の方法のように加工容器内にアシスト液
を満たして行う方法と比べて数十分の一程度で済み、か
つレーザ加工に伴ってワーク４の加工地点から発生する
蒸発気泡，溶融生成物などもアシスト液の噴流により速
やかに除去される。
工地点に集中して供給されるので、アシスト液の濃度も
安定するほか、このアシスト液の供給量は従来方法，あ
るいは実施例１の方法のように加工容器内にアシスト液
を満たして行う方法と比べて数十分の一程度で済み、か
つレーザ加工に伴ってワーク４の加工地点から発生する
蒸発気泡，溶融生成物などもアシスト液の噴流により速
やかに除去される。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来方法のように加工容器に満たしたアシスト液の液面変
動，および液面からワークまでの深さなどを全く考慮す
ることなく、ワークに対するレーザ加工ヘッドの位置決
めの初期設定を簡単な段取りで実施できるとともに、集
光レンズとワークとの間の光路が常にアシスト液で満た
されているのでレーザ加工中にレーザビームの集光点が
アシスト液の液面変動などの影響を受けて不当に変位す
ることがなく、これによりワークの加工面にレーザビー
ムを正しく集光させて加工精度の高いレーザ加工を行う
ことができる。
来方法のように加工容器に満たしたアシスト液の液面変
動，および液面からワークまでの深さなどを全く考慮す
ることなく、ワークに対するレーザ加工ヘッドの位置決
めの初期設定を簡単な段取りで実施できるとともに、集
光レンズとワークとの間の光路が常にアシスト液で満た
されているのでレーザ加工中にレーザビームの集光点が
アシスト液の液面変動などの影響を受けて不当に変位す
ることがなく、これによりワークの加工面にレーザビー
ムを正しく集光させて加工精度の高いレーザ加工を行う
ことができる。
【００２４】また、加工ヘッドのノズル部を通じてワー
クの加工面にアシスト液を集中的に噴射するようにした
ので、レーザ加工に伴ってワークより発生する気泡，溶
融物を効果的に排除して安定よくレーザ加工が進められ
るなどの効果を奏する。加えて、本発明の請求項３の方
法によれば、従来方法と比べてアシスト液の使用量の大
幅な減量化が図れる。
クの加工面にアシスト液を集中的に噴射するようにした
ので、レーザ加工に伴ってワークより発生する気泡，溶
融物を効果的に排除して安定よくレーザ加工が進められ
るなどの効果を奏する。加えて、本発明の請求項３の方
法によれば、従来方法と比べてアシスト液の使用量の大
幅な減量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１によるレーザアシストエッチ
ング加工装置の構成図
ング加工装置の構成図
【図２】図１における液中用加工ヘッドの詳細構造を示
す断面図
す断面図
【図３】本発明の実施例２によるレーザアシストエッチ
ング加工装置の構成図
ング加工装置の構成図
【図４】図３における液中用加工ヘッドの詳細構造を示
す断面図
す断面図
【図５】従来におけるレーザアシストエッチング加工装
置の構成図
置の構成図
【図６】図５の装置によるアシスト液の液面と集光レン
ズを透過したレーザビームの集光点との関係を表す説明
図
ズを透過したレーザビームの集光点との関係を表す説明
図
１ レーザ発振器 ３ 集光レンズ ４ ワーク ５ 加工台 ６ アシスト液 ７ 加工容器 １０ 送液ポンプ １１ａ アシスト液供給管 １４ レーザビーム １５ レーザ加工ヘッド １５ａ 先端ノズル部 １６ 保護ガラス
Claims (5)
- 【請求項１】ワークの加工面にアシスト液を供給しつ
つ、レーザ発振器より出射したレーザビームを集光レン
ズ内蔵のレーザ加工ヘッドを通じてワークの加工面に照
射して除去加工を行う湿式レーザ加工方法において、ワ
ークを加工容器に満たしたアシスト液中に浸漬した状態
で、レーザ加工ヘッドの先端ノズル部をワークの加工地
点に向けて上方から加工容器内に満たしたアシスト液の
液面下に浸し、かつレーザ加工ヘッドの内部をアシスト
液で満たして加工を行うことを特徴とする湿式レーザ加
工方法。 - 【請求項２】請求項１記載の湿式レーザ加工方法におい
て、レーザ加工ヘッドの内部を外部より連続的に導入し
たアシスト液で充満させつつ、同時にアシスト液を先端
ノズル部よりレーザ加工地点に向け噴出させて加工を行
うことを特徴とする湿式レーザ加工方法。 - 【請求項３】ワークの加工面にアシスト液を供給しつ
つ、レーザ発振器より出射したレーザビームを集光レン
ズ内蔵のレーザ加工ヘッドを通じてワークの加工面に照
射して除去加工を行う湿式レーザ加工方法において、ワ
ークを気中に配置した状態でレーザ加工ヘッドの先端ノ
ズル部をワークの加工地点に対向させ、レーザビームの
照射と同時にレーザ加工ヘッドの内部を満たすように外
部から連続的に導入したアシスト液を加工ヘッドの先端
ノズル部よりワークの加工地点に向け噴出させて加工を
行うことを特徴とする湿式レーザ加工方法。 - 【請求項４】請求項１，または３記載のレーザ加工方法
において、アシスト液がエッチング液であることを特徴
とする湿式レーザ加工方法。 - 【請求項５】加工ヘッドに内部に集光レンズ，およびそ
の前方に透過窓を兼ねた保護ガラスを装備するととも
に、該加工ヘッドの先端ノズル部に外部からアシスト液
を導入するアシスト液供給パイプを接続したことを特徴
とする請求項１ないし３記載の湿式レーザ加工方法に用
いるレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5110796A JPH0631479A (ja) | 1992-05-20 | 1993-05-13 | 湿式レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12652692 | 1992-05-20 | ||
| JP4-126526 | 1992-05-20 | ||
| JP5110796A JPH0631479A (ja) | 1992-05-20 | 1993-05-13 | 湿式レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631479A true JPH0631479A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=26450327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5110796A Pending JPH0631479A (ja) | 1992-05-20 | 1993-05-13 | 湿式レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631479A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5938954A (en) * | 1995-11-24 | 1999-08-17 | Hitachi, Ltd. | Submerged laser beam irradiation equipment |
| US5977515A (en) * | 1994-10-05 | 1999-11-02 | Hitachi, Ltd. | Underwater laser processing device including chamber with partitioning wall |
| JP2005534545A (ja) * | 2002-08-06 | 2005-11-17 | エグシル テクノロジー リミテッド | レーザー機械加工法 |
| JP2006137998A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Toshiba Corp | レーザ衝撃硬化処理方法および装置 |
| JP2010248634A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-11-04 | Toshiba Corp | レーザ衝撃硬化処理方法および装置 |
| US7985458B2 (en) | 2006-10-31 | 2011-07-26 | Kyocera Corporation | Ceramic member, method of forming groove in ceramic member, and substrate for electronic part |
| US8304686B2 (en) | 2006-05-11 | 2012-11-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser shock hardening method and apparatus |
| JP2016036818A (ja) * | 2014-08-06 | 2016-03-22 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
| KR102409886B1 (ko) * | 2021-01-08 | 2022-06-22 | 주식회사 코윈디에스티 | 레이저빔과 에칭액을 사용하여 원판 글라스를 절단하는 가공 시스템 및 그의 운용 방법 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP5110796A patent/JPH0631479A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977515A (en) * | 1994-10-05 | 1999-11-02 | Hitachi, Ltd. | Underwater laser processing device including chamber with partitioning wall |
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| JP4718835B2 (ja) * | 2002-08-06 | 2011-07-06 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | レーザー機械加工法 |
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| US8304686B2 (en) | 2006-05-11 | 2012-11-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser shock hardening method and apparatus |
| US8330070B2 (en) | 2006-05-11 | 2012-12-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser shock hardening method and apparatus |
| US8872058B2 (en) | 2006-05-11 | 2014-10-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser shock hardening apparatus |
| US7985458B2 (en) | 2006-10-31 | 2011-07-26 | Kyocera Corporation | Ceramic member, method of forming groove in ceramic member, and substrate for electronic part |
| JP2010248634A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-11-04 | Toshiba Corp | レーザ衝撃硬化処理方法および装置 |
| JP2016036818A (ja) * | 2014-08-06 | 2016-03-22 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
| KR102409886B1 (ko) * | 2021-01-08 | 2022-06-22 | 주식회사 코윈디에스티 | 레이저빔과 에칭액을 사용하여 원판 글라스를 절단하는 가공 시스템 및 그의 운용 방법 |
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