JPH11780A - レーザ・ウォータジェット複合切断装置 - Google Patents

レーザ・ウォータジェット複合切断装置

Info

Publication number
JPH11780A
JPH11780A JP9151808A JP15180897A JPH11780A JP H11780 A JPH11780 A JP H11780A JP 9151808 A JP9151808 A JP 9151808A JP 15180897 A JP15180897 A JP 15180897A JP H11780 A JPH11780 A JP H11780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
cutting
head
pressure water
water jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9151808A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsura Owaki
桂 大脇
Minoru Uehara
実 上原
Kazuyuki Tsuchiya
和之 土屋
Yuji Nagasawa
裕二 長澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP9151808A priority Critical patent/JPH11780A/ja
Publication of JPH11780A publication Critical patent/JPH11780A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速に厚板まで切断でき火災や燃焼の恐れが
なく、かつレーザヘッド先端を損傷することのない切断
装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光を切断対象物に集光して溶融す
るレーザヘッド2と、このレーザヘッド2の切断進行方
向後方に設けられ高圧水を噴射して溶融部を除去するウ
ォータジェットヘッド3と、を備え、レーザヘッド2は
前方より傾斜してウォータジェットヘッド3のほぼ噴射
位置を照射するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切断対象物をレー
ザで溶融し高圧水で溶融部を除去して切断を行なうレー
ザ・ウォータジェット複合切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属材料、石材などのセラミック、FR
P(繊維強化プラスチック)材などの幅広い材料の切断
に対して、レーザ切断やウォータジェット切断が用いら
れている。レーザ切断は、レーザ光によって照射部を加
熱溶融させ、その溶融部をガスジェット(例えば、酸
素、窒素、空気など)で吹き飛ばし、分離切断を行な
う。一方ウォータジェット切断は、高圧で噴出する水の
運動エネルギにより噴射した部分を吹き飛ばし切断する
もので、水だけを噴射する場合と、水に研磨材を混入す
る場合とがあり、後者の場合、運動エネルギに研磨作用
が付加され切断能力が増大する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】レーザ切断は、切断速
度は速いが、最大切断板厚はレーザ発生装置のレーザ出
力によって制限される。また使用頻度の大きい炭素鋼な
どの場合、ガスジェットとして酸素を用い酸化反応を利
用して切断能力を増大しているが、酸素を使用するため
この酸素に引火する恐れがあり使用環境を制限される。
またFRP材の切断では燃焼する恐れがある。また、レ
ーザ光により溶融した溶融物が跳ね返りレーザヘッド先
端に当たりヘッド先端を傷めるという現象が発生して
る。
【0004】ウォータジェット切断は水だけの場合、切
断板厚は薄いものに限られる。研磨材を混入すると厚板
まで切断可能であるが、研磨材が散乱し環境を汚染する
ので使用に制限を受ける。また切断開始位置の制約があ
り、例えば平板の場合、周囲から中心側に切断してゆく
ことはできるが、中心部のように端部のないところから
は切断開始できない。この場合、切断開始位置に予め穴
などを開けてそこから切断開始しなければならない。さ
らにウォータジェットを噴出するノズルの価格は極めて
高価(例えば数百万円)であり、研磨材を使用すると消
耗が激しく経済的に使用できない場合がある。
【0005】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、高速に厚板まで切断でき火災や燃焼の恐れがな
く、かつレーザヘッド先端を損傷することのない切断装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、レーザ光を切断対象物に集光
して溶融するレーザヘッドと、このレーザヘッドの切断
進行方向後方に設けられ高圧水を噴射して溶融部を除去
するウォータジェットヘッドと、を備え、前記レーザヘ
ッドは前方より傾斜して前記ウォータジェットヘッドの
ほぼ噴射位置を照射するようにする。
【0007】レーザ光で切断部を照射して溶融させ、こ
の溶融部をウォータジェットで吹き飛ばすことにより切
断する。ガスで溶融部を吹き飛ばす従来の方法より高圧
水の運動エネルギが大きくかつ高圧水自身が切断能力を
持っているため切断能力が増大し、より厚板の切断が可
能になる。レーザヘッドを切断対象物に斜めに照射する
ため、溶融部がレーザヘッドのレーザ光出射口に跳ね返
ってくことはなく、出射口を傷めることはない。また酸
素ガスを使用しないので火災の恐れもない。さらにレー
ザ光で溶融しても高圧水が噴射されるのでFRPの切断
に使用しても燃える恐れはない。また切断速度は従来の
レーザ切断と同様高速切断できる。
【0008】請求項2の発明では、前記高圧水には切断
対象物を摩耗する研磨材が含まれている。
【0009】研磨材を用いることにより高圧水による切
断能力が増大するので、レーザ光の溶融部を吹き飛ばす
能力が増大する。その結果レーザ光とウォータジェット
を用いる切断方法の切断能力が増大し、より厚板まで切
断可能になる。研磨材が飛散しても問題のない環境で使
用することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について、
図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態のレーザ
・ウォータジェット複合切断装置の構成を示すブロック
図である。加工装置10は切断対象物1をセットし一体
に結合されたレーザヘッド2とウォータジェットヘッド
3を移動して所望の形状に切断する装置でヘッド駆動部
とも言う。レーザ発生装置4は切断対象物1の厚みに応
じた出力でレーザ光を発生しレーザヘッド2に送出する
装置である。高圧水供給部5は高圧水をウォータジェッ
トヘッド3へ供給する装置である。研磨材供給部6は研
磨材を供給する装置で、高圧水との混合はウォータジェ
ットヘッド3で行われる。操作盤11ではレーザ発生装
置4、高圧水供給部5、研磨材供給部6及び加工装置1
0を制御して切断対象物1の切断を行なう。
【0011】図2はレーザヘッドとウォータジェットヘ
ッドの関係を示す図である。レーザ発生装置4から光フ
ァイバ7を介して送られてくるレーザ光をレンズ2aで
切断位置に集光させ溶融する。集光面積は例えば直径1
mm程度である。使用するレーザ光は水に吸収されない
性質のものを用い、例えばYAGレーザ光を用いる。レ
ーザヘッド2は切断対象物1に切断方向前方斜めから照
射するように配置されている。これにより溶融物の一部
がレーザヘッド2の射出口へ跳ね返ってゆくことはなく
なりレーザヘッドの損傷を防止できる。
【0012】ウォータジェットヘッド2は切断対象物1
に対して垂直に、かつレーザ光の照射部(溶融部)に高
圧水を噴射するように配置されている。レーザ光によっ
て溶融した溶融物は高圧水によりその噴射方向に吹き飛
ばされる。垂直に噴射することにより最も効率よく溶融
物を吹き飛ばすことができる。高圧水は先端のノズル3
aから噴射され、その噴射面積は、例えば直径0.3m
m程度である。ウォータジェットヘッド3には高圧水供
給部5より高圧水が配管8を介して供給され、さらに研
磨材供給部6から配管9を介して研磨材が供給され、ウ
ォータジェットヘッド3内で高圧水に混合される。高圧
水は従来のガスで吹き飛ばす方法に比して運動エネルギ
が大きいので溶けた部分を吹き飛ばすだけではなく、高
圧水自身も切断する能力を有しており、レーザ光の溶融
力と高圧水の切断能力が相乗されて高効率で切断され
る。さらに、高圧水に研磨材を混入すると切断能力が増
大する。一例としてレーザの出力を一定とし高圧水のみ
の場合、従来のレーザ光で溶融しガスで吹き飛ばす方法
に比べ2割程度厚い鋼板までほぼ同じ速度で切断でき
る。研磨材を高圧水に混入するとさらに厚い鋼板まで切
断できる。しかし研磨材が飛散するのでこの回収装置を
設けるとか、飛散しても支障のない環境で使用する。
【0013】切断面は従来のレーザとガスによる場合よ
りも精度のよい面が得られる。切断対象物1としては金
属材、石などのセラミック材、FRP材などや、これら
の合成物、例えば鉄筋コンクリートなどである。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザ光で溶融した溶融部を高圧水で吹き飛ばして切断す
ることにより次の効果を奏する。 レーザ光とガスを組み合わせた従来の装置に比べ切
断能力が増大する。切断速度は従来のレーザ切断と同様
高速であり、高品質の切断面が得られる。 レーザヘッドを前方より傾斜して配置することによ
り溶融物のレーザヘッドへの跳ね返りによる損傷を防止
できる。 高圧水を用いることにより酸素を使用するときのよ
うな火災や爆発の恐れがない。また燃焼を高圧水で抑え
ることができるのでFRPの切断もできる。 ウォータジェット切断で高圧水のみによる切断では
薄い鋼板しか切断できないが、本発明では厚い鋼板まで
切断できる。 ウォータジェット切断では切断開始位置は端部やス
タート穴の開いた位置から切断を開始する必要がある
が、本発明ではこのような制約はなくどこからでも切断
開始できる。 高圧水に研磨材を混入することにより切断能力がさ
らに増大する。 研磨材を使用しない場合、ウォータジェットヘッド
の先端ノズルを長時間使用することができ、経済的な切
断を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の実施形態のレーザヘッドとウォータジ
ェットヘッドの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 切断対象物 2 レーザヘッド 2a レンズ 3 ウォータジェットヘッド 3a ノズル 4 レーザ発生装置 5 高圧水供給部 6 研磨材供給部 7 光ファイバ 8,9 配管 10 加工装置 11 操作盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B26F 3/00 B26F 3/00 R (72)発明者 土屋 和之 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 長澤 裕二 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を切断対象物に集光して溶融す
    るレーザヘッドと、このレーザヘッドの切断進行方向後
    方に設けられ高圧水を噴射して溶融部を除去するウォー
    タジェットヘッドと、を備え、前記レーザヘッドは前方
    より傾斜して前記ウォータジェットヘッドのほぼ噴射位
    置を照射するようにしたことを特徴とするレーザ・ウォ
    ータジェット複合切断装置。
  2. 【請求項2】 前記高圧水には切断対象物を摩耗する研
    磨材が含まれていることを特徴とする請求項1記載のレ
    ーザ・ウォータジェット複合切断装置。
JP9151808A 1997-06-10 1997-06-10 レーザ・ウォータジェット複合切断装置 Pending JPH11780A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9151808A JPH11780A (ja) 1997-06-10 1997-06-10 レーザ・ウォータジェット複合切断装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9151808A JPH11780A (ja) 1997-06-10 1997-06-10 レーザ・ウォータジェット複合切断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11780A true JPH11780A (ja) 1999-01-06

Family

ID=15526768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9151808A Pending JPH11780A (ja) 1997-06-10 1997-06-10 レーザ・ウォータジェット複合切断装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11780A (ja)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765174B2 (en) 2001-02-05 2004-07-20 Denso Corporation Method for machining grooves by a laser and honeycomb structure forming die and method for producing the same die
US6786713B2 (en) 2001-04-27 2004-09-07 Denso Corporation Honeycomb structure molding die having narrow slit grooves with recesses and protrusions
CN102528280A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 山东大学 激光-水射流复合微细加工工艺及装置
CN103612016A (zh) * 2013-11-14 2014-03-05 中国科学院半导体研究所 高压水流辅助的激光切割熔渣的装置
CN104439717A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 合肥京东方光电科技有限公司 一种水流激光切割装置及切割方法
CN107009278A (zh) * 2017-05-15 2017-08-04 安徽理工大学 一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备
WO2018217292A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Nlight, Inc. Method and system for cutting a material using a laser
US10434600B2 (en) 2015-11-23 2019-10-08 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US10520671B2 (en) 2015-07-08 2019-12-31 Nlight, Inc. Fiber with depressed central index for increased beam parameter product
US10535973B2 (en) 2015-01-26 2020-01-14 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
US10656330B2 (en) 2016-09-29 2020-05-19 Nlight, Inc. Use of variable beam parameters to control solidification of a material
US10663742B2 (en) 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Method and system for cutting a material using a laser having adjustable beam characteristics
US10673197B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based optical modulator
US10673199B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based saturable absorber
US10673198B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-coupled laser with time varying beam characteristics
US10730785B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Optical fiber bending mechanisms
US10971884B2 (en) 2015-03-26 2021-04-06 Nlight, Inc. Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss
US10971885B2 (en) 2014-06-02 2021-04-06 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
CN112974932A (zh) * 2021-03-09 2021-06-18 南京航空航天大学 一种用于激光诱导氧化和铣削同步复合加工的调节装置
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765174B2 (en) 2001-02-05 2004-07-20 Denso Corporation Method for machining grooves by a laser and honeycomb structure forming die and method for producing the same die
US7164098B2 (en) 2001-02-05 2007-01-16 Denso Corporation Method for machining grooves by a laser and honeycomb structure forming die and method for producing the same die
US6786713B2 (en) 2001-04-27 2004-09-07 Denso Corporation Honeycomb structure molding die having narrow slit grooves with recesses and protrusions
CN102528280A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 山东大学 激光-水射流复合微细加工工艺及装置
CN103612016A (zh) * 2013-11-14 2014-03-05 中国科学院半导体研究所 高压水流辅助的激光切割熔渣的装置
US10971885B2 (en) 2014-06-02 2021-04-06 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
CN104439717A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 合肥京东方光电科技有限公司 一种水流激光切割装置及切割方法
CN104439717B (zh) * 2014-11-19 2016-03-30 合肥京东方光电科技有限公司 一种水流激光切割装置及切割方法
US10535973B2 (en) 2015-01-26 2020-01-14 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
US10916908B2 (en) 2015-01-26 2021-02-09 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
US10971884B2 (en) 2015-03-26 2021-04-06 Nlight, Inc. Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss
US10520671B2 (en) 2015-07-08 2019-12-31 Nlight, Inc. Fiber with depressed central index for increased beam parameter product
US11794282B2 (en) 2015-11-23 2023-10-24 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US11331756B2 (en) 2015-11-23 2022-05-17 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US10434600B2 (en) 2015-11-23 2019-10-08 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US10656330B2 (en) 2016-09-29 2020-05-19 Nlight, Inc. Use of variable beam parameters to control solidification of a material
US10673198B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-coupled laser with time varying beam characteristics
US10730785B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Optical fiber bending mechanisms
US10673199B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based saturable absorber
US10673197B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based optical modulator
US10663767B2 (en) 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Adjustable beam characteristics
US10663742B2 (en) 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Method and system for cutting a material using a laser having adjustable beam characteristics
CN107009278A (zh) * 2017-05-15 2017-08-04 安徽理工大学 一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备
WO2018217292A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Nlight, Inc. Method and system for cutting a material using a laser
CN112974932A (zh) * 2021-03-09 2021-06-18 南京航空航天大学 一种用于激光诱导氧化和铣削同步复合加工的调节装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11780A (ja) レーザ・ウォータジェット複合切断装置
EP0886556B1 (en) Laser machining
US5728993A (en) Laser cutting of materials with plural beams
CN106956080A (zh) 便携式单轨道激光除锈设备
JP2012192420A (ja) レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2005088068A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工工法
JPH11774A (ja) レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置
JPH11786A (ja) 水中レーザ・ウォータジェット複合切断装置
JP2002241141A (ja) レーザによるガラスの加工方法及び装置
JP4038741B2 (ja) レーザ・ウォータジェット複合切断装置
JP4478251B2 (ja) レーザとウォータジェットの複合加工装置
JPH0237985A (ja) レーザ加工方法及び装置
JP3905732B2 (ja) レーザ加工ヘッド、これを用いるレーザ切断装置及びレーザ切断方法
JP4709599B2 (ja) レーザ加工方法,レーザ加工装置,およびレーザ加工方法にて製造された構造部材
JP2013147817A (ja) スラブ式軌道の補修方法及びレーザー照射装置
JPH11787A (ja) 加圧水中レーザ・ウォータジェット複合切断装置
WO2021200667A1 (ja) コンクリートの表面処理方法、及び、レーザ処理済みコンクリート表面
JP2000317661A (ja) レーザビームによる切断方法および装置並びに原子炉廃炉を解体するときの黒鉛ブロックの切断方法
JP2000317659A (ja) レーザビームによる切断方法および装置並びに原子炉廃炉を解体するときの黒鉛ブロックの切断方法
JPH1018612A (ja) コンクリート切断方法
JP2846297B2 (ja) レーザ切断方法
WO2004028735A1 (en) Cutting of cementitious materials
JP7343970B2 (ja) 鋼コンクリート複合部材の切断方法及び切断装置
JP4695363B2 (ja) 単一ヘッド式レーザによる高スループットレーザショックピーニング
JPH08118053A (ja) ワーク切断方法