JPS5933091A - レ−ザ加工方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高精度の穴あけを好適に行うレーザ加工方法に
関する。・′　　□　・　　　　　　　　・。

従来のレーザによる穴あけ□においては、□加工精度が
機械加工の場合に比べて低く、・レーザめ高い能率性を
十分に生かしてい石とはいえながった。

例えば、穴の入口にパリカ生じること、□・め：く・ら
穴の場合でレーザビームの焦点位置を被加工物の内側に
置いて深い穴をあける時は穴の入日付近がラッパの開口
状に広がること、□貫通穴の場合に穴の出口の径が入口
の径に比べで小さいテー：ノ（状になること、・またレ
ーザ光のバルズ幅が長過・ぎ：ると一度貫通した穴がふ
さが名ととなどの欠点があった。

これらの欠点は、全七、穴あけめ開始直後笈θ終了直前
の加工現象が定常状勅＋はないことに□起因するもので
ある。即ち、大のＡｍでめシー→″晃の多重反射の□状
態や気イピ蒸気め□流庇に糺れ７５１じるために起こる
□ものである。□ この欠点全補なう庭めに、梶来がらｉ々の賦与がなされ
てきた。そのうちで特に有効と考えられる加工法復して
、□被加工物メ襄面にブラスチレクのシート状の物質を
密着させて、羊のブラスチッグの気化蒸気ヤ液加工□材
遍溶融物を有効に：除去゛しで高′Ｎ度の□穴をあける
方法がある。□　　　□：□□□′□：□しかし、こめ
方法でば径の小さな深へ穴を精度良く゛あけ不ことば困
難であり、高精度の穴をあけ名ための力能な方法とは□
いえなム。

本発明の目的は、パリがなく、被加工物の表面に対して
垂直な高精度の穴をあけるためのレーザ加：工法をｉ供
千不ことにある′１ 米発萌の基本的な考え方は、子分厚い材１にめく１ら□
六番あ丑ス一に生じる加工現像を、貫通穴をあける場合
にも再現する。！！：ころにある。　　ニ一般にレーザ
によるめ、くら穴加工の場合ρ力皐工穴形状は、被加工
物の材ｉと表面状態、及、、ｌＪ′二”　””ザビーム
のパラメータを一定にすれ、げ、再現性良いものが得ら
れることが知られている。更に、レーザビームのバラメ
：−タの中の焦コ、点位置を変化させることによシ、加
工穴の断面形状を制御することができることも知られて
いる。第１図に加工穴形状と焦点位置との関係を示す。

焦点位置を被加工物の内側に竺い、た場合は、穴１のよ
うに入口がラッパの開ワ状に広がシ、パリも多く付着す
るが、非常に細く深い穴があく。逆に、焦点位置を被加
工物の外側に置いた場合は、木２！２）ように入日付近
の壁面が被加工物表面に対して垂直でパリの少ない穴が
あく。穴１のように入口付近の形状が悪くなる原因は次
のように説明されている。第２図は穴あけ開始直後の状
況の模式図である。被加工物３に収束しつつ照射された
レーザビーム４ａが、加工穴の壁面で反射して穴の底に
集中する現象が起こυ、次に第３図に示すようにＶ−ザ
ビーム・、　、Ｉ　４　ｂが多重反射しながら穴を堀シ
下ばて行く定常的な現象に移行する。このように、深い
穴の加工１ ・：′　　にお伝ては、加工開始直後に非定常的な現象
が起、こシ穴の形状が悪ぐなる。

したがって、非定常的な加工が行わ：れΣ領域に別の材
料を配置して、加工後に除去すれば定常的な加工層のみ
が得られることになる。

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第４図は細く深い穴をあける牟めの加工法を示、したも
のである。図において、５はレーザ発振器で、とのレー
ザ発振等からの出力であるレーザビーム６が反射体７ア
偏向さ、れ集光器８で収束され冬後支持台９上に固定さ
れた被加工物１０に照射され：る。ここで、被加工物１
０のレーザビーム照射側に被加工物と同一の材質からな
るあて板１１を密着させ、被加工物の裏側に同一の材質
の裏あて板１２を密着させる、この密着方法としては例
えば図中にあるような固定治具１３′５ｒ：用いる。そ
して、収束されたレーザビーム６の焦点位置があて板１
１の内側に来るように焦光器８で調節する。

このような構成においてレーザビーム６があて板１１に
照射されると、まずあて板１１にラッパの開口状の穴が
あき、続いて細い穴が被加工物１０を貫通した後、裏あ
て板１２の途中で穴あけが停止する。加工後にあて板１
１及び裏あて板１２を取除くと、被加工物１０にはパリ
がなく穴の入口と出口での径の差異が少ない細い穴が残
ることになる。

また、本発明は板厚がＩＷ１程度の板状物質に穴を精度
良くあけるために用いることもできる。この実施例につ
いて第５図を用いて、説明する。構成は第４図の場合と
ほぼ同じであるが、あて板を用いずＶ−ザビーム６′５
ｒ：被加工物１０に直接照射すること、及びＶ−ザピー
ム６Ω焦点位置を被加工物１０の外側に来るようにする
ことが異なる点である。

この構成においてレーザビーム６が被加工物１０に照射
されると、被加工物１０の表面に対して垂直な穴あけが
進む。そして加工穴が裏あて板１２に達すると、裏あて
板１２の気化蒸気の流れが被加工物１０の穴を通って大
気中に噴出する。

その際に、被加工物１０に残った溶融物が吹き飛ばされ
ることによシ、パリがなく垂直な穴があくことになる。

また、パルス幅が長過ぎても加工穴がふさがることはな
い。

なお、被加工物１０とあて板１１．１２の材質の組合わ
せには種々のものが考えられる。被加工物１０の材質は
、軟鋼、ステンレス鋼、合金鋼、Ａｚ、ｃｕなどの金属
とプラスチック、セラミクス、木材、布などの非金属の
両方が適用できる。

なお、レーザビーム照射側のあて板１１にレーザビーム
の吸収率の高い材質を用いると、表面での反射損失が低
減される効果が生じ、裏あて板１２に熱伝導率の低い材
質を用いると、被加工物の情動物の除去が有効に行われ
るという効果が生まれる。　□　・ この発明によれば、加工穴の人口にパリが付着したり、
穴がふさがれたシすることなく、被加工物の表面に対し
て垂直で、細く深い穴をあけることが可能になり、簡単
な方法で穴あけにおける加工精度を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は加工穴の断面形状、第４図及び第
５図は実施例の構成の側面図である。 ５・・・レーザ発振器、６・・・レーザビーム、８・・
・集光器、９・・・支持台、１０・・・被加工物、１１
・・・あて板、′ｙＦＪ＋　　　図 ｊ７ｊ７）［］Ｉ？＃ａ７Ｑイ則−・−一一一エーーー
・・−７ＪＩＤ　工ＪシｖＨｍＪメー、　、ヴ、　　イ
ｆＬ　ｉ 第２　図　　　　　第３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルスレニザビームを被加工物・に照射しヤ穴をあける
   レーザ加工方法において、□板状の物体を、□被加工物
   のレーザビーム゛照射側ぐ・もしぐは裏側“あるいは両
   側に密着させることを特徴とするレニザ加工方法。