JPH07185844A - レーザーによる加工方法および装置 - Google Patents
レーザーによる加工方法および装置Info
- Publication number
- JPH07185844A JPH07185844A JP5350989A JP35098993A JPH07185844A JP H07185844 A JPH07185844 A JP H07185844A JP 5350989 A JP5350989 A JP 5350989A JP 35098993 A JP35098993 A JP 35098993A JP H07185844 A JPH07185844 A JP H07185844A
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- Japan
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- glass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザー加工部位周囲にバリを形成せずに高
精度の微細加工を行うことができるレーザーによる加工
方法及び装置を提供する。 【構成】 被加工物５の加工表面を溶液７で覆い、溶液
７を介して紫外線波長域のパルスレーザー９を加工表面
に照射し加工する。
精度の微細加工を行うことができるレーザーによる加工
方法及び装置を提供する。 【構成】 被加工物５の加工表面を溶液７で覆い、溶液
７を介して紫外線波長域のパルスレーザー９を加工表面
に照射し加工する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーにより金属、合
金、セラミックス等の精密表面加工を行うレーザーによ
る加工方法および装置に関する。
金、セラミックス等の精密表面加工を行うレーザーによ
る加工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで金属、合金、セラミックス等の
表面加工をレーザーを用いて行うことは広く知られてい
る。しかし、従来の方法及び装置では、レーザー加工部
位の周囲にバリが形成することを避けることができなか
った。
表面加工をレーザーを用いて行うことは広く知られてい
る。しかし、従来の方法及び装置では、レーザー加工部
位の周囲にバリが形成することを避けることができなか
った。
【０００３】このバリの形成は、レーザー光のエネルギ
ー密度が非常に高いので、微細加工精度を上昇すること
が可能な反面、照射部での局所的な材料の融解が著しく
起こり、それによって生じた融解部が加工縁において集
合・合体するとともに、母材の未融解部によって急冷さ
れるため土手状に凝固することによると考えられる。こ
の現象はレーザーのような高エネルギー密度ビームを用
いる加工では本来的に避けることのできないものであっ
て微細加工を行う場合の問題点となっていた。
ー密度が非常に高いので、微細加工精度を上昇すること
が可能な反面、照射部での局所的な材料の融解が著しく
起こり、それによって生じた融解部が加工縁において集
合・合体するとともに、母材の未融解部によって急冷さ
れるため土手状に凝固することによると考えられる。こ
の現象はレーザーのような高エネルギー密度ビームを用
いる加工では本来的に避けることのできないものであっ
て微細加工を行う場合の問題点となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑みなされたもので、レーザー加工部位周囲にバリを
形成せずに高精度の微細加工を行うことができるレーザ
ーによる加工方法及び装置を提供することを目的とす
る。
に鑑みなされたもので、レーザー加工部位周囲にバリを
形成せずに高精度の微細加工を行うことができるレーザ
ーによる加工方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明のレーザーによる加工方法は、被加工物の
加工表面を溶液で覆い、前記溶液を介して紫外線波長域
のパルスレーザーを前記加工表面に照射し加工すること
を特徴とするものである。
ため、本発明のレーザーによる加工方法は、被加工物の
加工表面を溶液で覆い、前記溶液を介して紫外線波長域
のパルスレーザーを前記加工表面に照射し加工すること
を特徴とするものである。
【０００６】また、本発明のレーザーによる加工装置
は、被加工物の加工表面に溶液を供給する溶液供給手段
と、前記溶液を介して前記加工表面に紫外線波長域のパ
ルスレーザーを照射するレーザー装置を備えたことを特
徴とするものである。
は、被加工物の加工表面に溶液を供給する溶液供給手段
と、前記溶液を介して前記加工表面に紫外線波長域のパ
ルスレーザーを照射するレーザー装置を備えたことを特
徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明の方法及び装置によれば、被加工物のレ
ーザー光照射部を酸又はアルカリ溶液等の溶液に接触さ
せているので、レーザー光の照射を受けた直後の活性の
高い溶融部分が速やかに酸又はアルカリ溶液による腐
食、侵食作用を受け、溶融部分の材料が凝固してバリを
形成する以前に溶液中に溶解することになる。したがっ
て、従来法と異なり、顕著なバリ形成をすることなく所
望の加工形状に仕上げることが可能となるか、または少
なくともバリの程度を大幅に緩和、低減することができ
る。
ーザー光照射部を酸又はアルカリ溶液等の溶液に接触さ
せているので、レーザー光の照射を受けた直後の活性の
高い溶融部分が速やかに酸又はアルカリ溶液による腐
食、侵食作用を受け、溶融部分の材料が凝固してバリを
形成する以前に溶液中に溶解することになる。したがっ
て、従来法と異なり、顕著なバリ形成をすることなく所
望の加工形状に仕上げることが可能となるか、または少
なくともバリの程度を大幅に緩和、低減することができ
る。
【０００８】また、紫外線領域のパルスレーザーを用い
ることにより、可視レーザーあるいは赤外レーザーを用
いる場合に比べ、加工深さ方向の精密な制御が可能とな
る。しかも、レーザーを用いることで加工経路や加工形
状に制限なく加工でき、様々な加工仕様の変更にも迅速
に対応できる。
ることにより、可視レーザーあるいは赤外レーザーを用
いる場合に比べ、加工深さ方向の精密な制御が可能とな
る。しかも、レーザーを用いることで加工経路や加工形
状に制限なく加工でき、様々な加工仕様の変更にも迅速
に対応できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係るレーザーによる加工方法
及び装置の第一の実施例を図１及び図２を参照して説明
する。図１は本発明に係るレーザーによる加工装置の構
成を示す説明図であり、レーザー発生源１の側方にマス
ク２及びミラー３が設置されている。そして、ミラー３
の下方にはレンズ４が設置されている。ステージ１０上
には溶液７を入れた容器１１が設置され、被加工物８は
溶液中に浸漬されている。また溶液上面にはガラス又は
結晶５が設置され、ガラス又は結晶５と被加工物８との
間には溶液供給ノズル６によって溶液７が供給されるよ
うになっている。
及び装置の第一の実施例を図１及び図２を参照して説明
する。図１は本発明に係るレーザーによる加工装置の構
成を示す説明図であり、レーザー発生源１の側方にマス
ク２及びミラー３が設置されている。そして、ミラー３
の下方にはレンズ４が設置されている。ステージ１０上
には溶液７を入れた容器１１が設置され、被加工物８は
溶液中に浸漬されている。また溶液上面にはガラス又は
結晶５が設置され、ガラス又は結晶５と被加工物８との
間には溶液供給ノズル６によって溶液７が供給されるよ
うになっている。
【００１０】前記被加工物８は金属、合金、セラミック
スのいずれかであることが好ましい。前記溶液７は酸又
はアルカリ溶液を用いることが好ましく、特に、被加工
物がステンレス鋼の場合には、溶液としては硝酸を含む
水溶液であることが好ましい。
スのいずれかであることが好ましい。前記溶液７は酸又
はアルカリ溶液を用いることが好ましく、特に、被加工
物がステンレス鋼の場合には、溶液としては硝酸を含む
水溶液であることが好ましい。
【００１１】レーザー発生源１より発せられたレーザー
光９はマスク２、ミラー３を介して光路を変更した後、
レンズ４によって集光され、ガラス又は結晶５及び溶液
７を透過した後、被加工物８の表面上に照射される。こ
のようなレーザー光の照射により被加工物表面が加工さ
れる。
光９はマスク２、ミラー３を介して光路を変更した後、
レンズ４によって集光され、ガラス又は結晶５及び溶液
７を透過した後、被加工物８の表面上に照射される。こ
のようなレーザー光の照射により被加工物表面が加工さ
れる。
【００１２】このレーザーによる加工装置を用いてステ
ンレス鋼に加工を行った結果を図２に示す。レーザーは
波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを用い、レ
ーザー発生源１から出たレーザー光９をレンズ４を通
し、被加工物８としてのステンレス鋼表面で２ｍｍ×１
ｍｍの矩形状に集光した。このエネルギー密度は３Ｊ／
ｃｍ2 、照射繰り返し数は１Ｈｚ、全照射数は１０００
パルスとした。溶液として０．０６重量％の硝酸水溶液
を用いた。図２から明らかなように被加工物表面にバリ
は形成されていない。
ンレス鋼に加工を行った結果を図２に示す。レーザーは
波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを用い、レ
ーザー発生源１から出たレーザー光９をレンズ４を通
し、被加工物８としてのステンレス鋼表面で２ｍｍ×１
ｍｍの矩形状に集光した。このエネルギー密度は３Ｊ／
ｃｍ2 、照射繰り返し数は１Ｈｚ、全照射数は１０００
パルスとした。溶液として０．０６重量％の硝酸水溶液
を用いた。図２から明らかなように被加工物表面にバリ
は形成されていない。
【００１３】大気中で直接レーザー光を照射し加工を行
った場合の被加工物表面のバリの発生を図４に示す。レ
ーザー光に関する照射条件は実施例１と同様である。図
４から明らかなように深さ５μｍの加工溝に対し、バリ
の高さが２０μｍ程度となっておりバリの発生が著し
い。
った場合の被加工物表面のバリの発生を図４に示す。レ
ーザー光に関する照射条件は実施例１と同様である。図
４から明らかなように深さ５μｍの加工溝に対し、バリ
の高さが２０μｍ程度となっておりバリの発生が著し
い。
【００１４】次に、本発明のレーザーによる加工方法お
よび装置の他の実施例を図３を参照して説明する。図３
において、図１の構成要素と同一の作用及び機能を有す
る構成要素は同一符号を付して説明する。
よび装置の他の実施例を図３を参照して説明する。図３
において、図１の構成要素と同一の作用及び機能を有す
る構成要素は同一符号を付して説明する。
【００１５】図３は本発明に係るレーザーによる加工装
置の構成を示す説明図であり、レーザー発生源１の側方
にマスク２及びミラー３が設置されている。そして、ミ
ラー３の斜め上方にはレンズ４が設置されている。ステ
ージ１０には被加工物８が保持されており、被加工物８
と離間してガラス又は結晶５が設置されている。ガラス
又は結晶５と被加工物８との間には、溶液供給ノズル６
によって溶液７が供給される。
置の構成を示す説明図であり、レーザー発生源１の側方
にマスク２及びミラー３が設置されている。そして、ミ
ラー３の斜め上方にはレンズ４が設置されている。ステ
ージ１０には被加工物８が保持されており、被加工物８
と離間してガラス又は結晶５が設置されている。ガラス
又は結晶５と被加工物８との間には、溶液供給ノズル６
によって溶液７が供給される。
【００１６】レーザー発生源１より発せられたレーザー
光９はマスク２、ミラー３を介して光路を変更した後、
レンズ４によって集光された後、ガラス又は結晶５及び
溶液７を透過した後、被加工物８の表面上に照射され、
被加工物表面が加工される。溶液供給ノズル６によって
被加工物８とガラス又は結晶５との間に溶液７が常に供
給されている。
光９はマスク２、ミラー３を介して光路を変更した後、
レンズ４によって集光された後、ガラス又は結晶５及び
溶液７を透過した後、被加工物８の表面上に照射され、
被加工物表面が加工される。溶液供給ノズル６によって
被加工物８とガラス又は結晶５との間に溶液７が常に供
給されている。
【００１７】被加工物８の表面は水平に対して角度を設
けて設置されており、溶液７の表面を安定させるために
ガラスあるいは結晶５と被加工物８の表面との間に液体
の表面張力により溶液層が保持されるようにすることが
望ましい。
けて設置されており、溶液７の表面を安定させるために
ガラスあるいは結晶５と被加工物８の表面との間に液体
の表面張力により溶液層が保持されるようにすることが
望ましい。
【００１８】被加工物８の表面を斜め下方に向けること
によりレーザー光照射周辺のみに溶液７を介在させ、他
の箇所には溶液７を接触させないようにする。これによ
り非加工部への溶液の影響を最小限に抑えることができ
る。前記被加工物８及び前記溶液７は第一の実施例と同
様のものを使用する。第一の実施例と同様な条件でレー
ザー照射を行ったところ、同様の加工結果が得られた。
によりレーザー光照射周辺のみに溶液７を介在させ、他
の箇所には溶液７を接触させないようにする。これによ
り非加工部への溶液の影響を最小限に抑えることができ
る。前記被加工物８及び前記溶液７は第一の実施例と同
様のものを使用する。第一の実施例と同様な条件でレー
ザー照射を行ったところ、同様の加工結果が得られた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
加工物のレーザー光照射部を酸又はアルカリ溶液等の溶
液に接触させているため、レーザー加工部位周囲にバリ
が形成することを抑制することができ、レーザーによる
高精度の微細加工を行うことが可能となる。
加工物のレーザー光照射部を酸又はアルカリ溶液等の溶
液に接触させているため、レーザー加工部位周囲にバリ
が形成することを抑制することができ、レーザーによる
高精度の微細加工を行うことが可能となる。
【図１】本発明に係るレーザーによる加工装置の一実施
例の構成を示す説明図である。
例の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示すレーザーによる加工装置により表面
加工した場合の被加工物表面の断面図である。
加工した場合の被加工物表面の断面図である。
【図３】本発明に係るレーザーによる加工装置の他の実
施例の構成を示す説明図である。
施例の構成を示す説明図である。
【図４】従来のレーザーによる加工装置により表面加工
した場合の被加工物表面の断面図である。
した場合の被加工物表面の断面図である。
１ 紫外線波長域レーザー発生源 ２ マスク ３ ミラー ４ レンズ ５ ガラスまたは結晶 ６ 溶液供給ノズル ７ 溶液 ８ 被加工物 ９ レーザー光 １０ ステージ １１ 容器
Claims (10)
- 【請求項１】 被加工物の加工表面を溶液で覆い、前記
溶液を介して紫外線波長域のパルスレーザーを前記加工
表面に照射し加工することを特徴とするレーザーによる
加工方法。 - 【請求項２】 前記溶液表面に紫外線波長域光の透過率
の高いガラスあるいは結晶を置くことを特徴とする請求
項１記載のレーザーによる加工方法。 - 【請求項３】 前記溶液は、前記ガラスあるいは結晶と
前記被加工物表面との間に供給されることを特徴とする
請求項２記載のレーザーによる加工方法。 - 【請求項４】 前記溶液は、前記ガラスあるいは結晶と
前記被加工物表面との間に、前記溶液の表面張力により
溶液層が保持されるように常に供給されることを特徴と
する請求項３記載のレーザーによる加工方法。 - 【請求項５】 前記被加工物が、金属、合金またはセラ
ミックスであることを特徴とする請求項１記載のレーザ
ーによる加工方法。 - 【請求項６】 前記被加工物が、ステンレス鋼であるこ
とを特徴とする請求項５記載のレーザーによる加工方
法。 - 【請求項７】 前記溶液が、酸あるいはアルカリの溶液
であることを特徴とする請求項１記載のレーザーによる
加工方法。 - 【請求項８】 前記溶液が、硝酸を含む水溶液であるこ
とを特徴とする請求項６記載のレーザーによる加工方
法。 - 【請求項９】 被加工物の加工表面に溶液を供給する溶
液供給手段と、前記溶液を介して前記加工表面に紫外線
波長域のパルスレーザーを照射するレーザー装置とを備
えたことを特徴とするレーザーによる加工装置。 - 【請求項１０】 前記溶液表面に紫外線波長域光の透過
率の高いガラスあるいは結晶を置くことを特徴とする請
求項９記載のレーザーによる加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35098993A JP3266403B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザーによる加工方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35098993A JP3266403B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザーによる加工方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185844A true JPH07185844A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3266403B2 JP3266403B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=18414283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35098993A Expired - Fee Related JP3266403B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザーによる加工方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266403B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007029973A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Sony Corp | レーザ加工装置とその加工方法及びデブリ回収装置とその回収方法 |
| CN114012268A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-02-08 | 浙江师范大学 | 一种光伏增效微结构紫外激光加工装置及方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35098993A patent/JP3266403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007029973A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Sony Corp | レーザ加工装置とその加工方法及びデブリ回収装置とその回収方法 |
| CN114012268A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-02-08 | 浙江师范大学 | 一种光伏增效微结构紫外激光加工装置及方法 |
| CN114012268B (zh) * | 2021-10-13 | 2023-06-16 | 浙江师范大学 | 一种光伏增效微结构紫外激光加工装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3266403B2 (ja) | 2002-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100111 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |