JPS6096383A - レ−ザ切断方法 - Google Patents
レ−ザ切断方法Info
- Publication number
- JPS6096383A JPS6096383A JP58202558A JP20255883A JPS6096383A JP S6096383 A JPS6096383 A JP S6096383A JP 58202558 A JP58202558 A JP 58202558A JP 20255883 A JP20255883 A JP 20255883A JP S6096383 A JPS6096383 A JP S6096383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- pulse
- protective layer
- charging
- coil body
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はレーザ切断方法に関する。
従来レーザ加工において加工物の表面に低融点の有機コ
ーティング剤を塗布しその上にレーザビームを照射し、
しかるのちに有機コーティング剤を除去し、レーザ加工
中に生じるスプラッシーなどを加工物に付着するのを防
止することは行なわれている。しかし直径０．３〜１ｎ
の金属ワイヤを切断する方法としてレーザ光を果光して
一発のパルスレーザで切断するとコーティングを施さず
にレーザ光を照射することにくらべ切断に必要なエネル
ギーは１．５倍にも増大する。このためレーザ発振器か
らの出力を増大すると、レーザ発振器の大形化や、固体
パルスレーザ発振器においては励起用のフラッシュラン
プの寿命が大幅に短寿命となる欠点がある。さらにワイ
ヤーを切断するだけの必要性においてはコーティングを
施したものでもより低いレーザパワーで切断可能である
が被加工物の表面に保護層がある場合には切断されたあ
との切断部近くの切口の近くに溶融外疑固物が付着する
ことがみられ実用上支障となっている。
ーティング剤を塗布しその上にレーザビームを照射し、
しかるのちに有機コーティング剤を除去し、レーザ加工
中に生じるスプラッシーなどを加工物に付着するのを防
止することは行なわれている。しかし直径０．３〜１ｎ
の金属ワイヤを切断する方法としてレーザ光を果光して
一発のパルスレーザで切断するとコーティングを施さず
にレーザ光を照射することにくらべ切断に必要なエネル
ギーは１．５倍にも増大する。このためレーザ発振器か
らの出力を増大すると、レーザ発振器の大形化や、固体
パルスレーザ発振器においては励起用のフラッシュラン
プの寿命が大幅に短寿命となる欠点がある。さらにワイ
ヤーを切断するだけの必要性においてはコーティングを
施したものでもより低いレーザパワーで切断可能である
が被加工物の表面に保護層がある場合には切断されたあ
との切断部近くの切口の近くに溶融外疑固物が付着する
ことがみられ実用上支障となっている。
本発明はレーザ光による切断加工の際、切断部分から生
じる溶融飛散物が切断部以外の箇所に付着しないように
切断するレーザ切断方法を提供することを目的とする。
じる溶融飛散物が切断部以外の箇所に付着しないように
切断するレーザ切断方法を提供することを目的とする。
被加工物に保護層を形成し切断部分における保護層のみ
を先ず除去するレーザ照射を行い、次いで上記切断部分
を切断する強いエネルギのレーザ照射を行うことにより
、溶融飛散物の被加工物付層防止をし、またレーザ光の
エネルギ強度を不必要に上けないで切断加工できるよう
にしたものである。
を先ず除去するレーザ照射を行い、次いで上記切断部分
を切断する強いエネルギのレーザ照射を行うことにより
、溶融飛散物の被加工物付層防止をし、またレーザ光の
エネルギ強度を不必要に上けないで切断加工できるよう
にしたものである。
第１図は本発明を実施した際に使用した固体レーザ加工
装置の一例で、次のように構成されている。先ず発振器
および電源からなる発振装置について説明する。（１）
は集光反射鏡、（２）および（３）はこの集光反射鏡に
収納されるレーザロッドおよび励起ランプ、（４）およ
び（５）は共振器ミラーでこれらによりレーザ発振器（
６）を構成している。上記発振器用のパルス電源（７）
は、直流電源（８）と、この電源の正側に設けられるチ
ョークコイル（９）と、このチョークコイルに並列に接
続される第１．第２および第３のサイリスタＱｏｌ、ｆ
１１）および（１渇と、これらサイリスタのそれぞれの
カソード側と直流電源（８）の負側との間に各別に設け
られ充電電圧を励起ランプ（３）に供給するために一端
が励起ランプ（３）のカソード（３ａ）に接紗される第
１．第２および第３の充放電コンデンサ（ｔ３）、Ｈお
よび（拘と、これら充放電コンデンサの他端側に各別に
設けられ励起用ランプ（３）のアノード（３ｂ）側と接
続する第１．第２および第３のコイル＋１６）、ｆ１７
）および（１樟と、第１．第２および第３のサイリスタ
ｎｏ）、 ０１）、 （１２＋の各ゲートからの信号を
制御器（１傷を介して入力し、各ゲートパルスを集光反
射鏡（１）に所定タイミングで供給するパルス発生器−
とで構成されている。なお、第１．第２のコイルｒｔ＠
、Ｈとアノード（３ｂ）との間にはそれぞれダイオード
（２１）、Ｑ？ｒが設けられている。一方、上記発振装
置に付加され、レーザ加工装置を構成するために発振器
（６）から出力されるレーザ光（Ｌ）を被加工物側に反
射する反射鏡（２３）と１反射鏡（ハ）の反射光路に設
けられる集光レンズＱ５１とが備えられている。
装置の一例で、次のように構成されている。先ず発振器
および電源からなる発振装置について説明する。（１）
は集光反射鏡、（２）および（３）はこの集光反射鏡に
収納されるレーザロッドおよび励起ランプ、（４）およ
び（５）は共振器ミラーでこれらによりレーザ発振器（
６）を構成している。上記発振器用のパルス電源（７）
は、直流電源（８）と、この電源の正側に設けられるチ
ョークコイル（９）と、このチョークコイルに並列に接
続される第１．第２および第３のサイリスタＱｏｌ、ｆ
１１）および（１渇と、これらサイリスタのそれぞれの
カソード側と直流電源（８）の負側との間に各別に設け
られ充電電圧を励起ランプ（３）に供給するために一端
が励起ランプ（３）のカソード（３ａ）に接紗される第
１．第２および第３の充放電コンデンサ（ｔ３）、Ｈお
よび（拘と、これら充放電コンデンサの他端側に各別に
設けられ励起用ランプ（３）のアノード（３ｂ）側と接
続する第１．第２および第３のコイル＋１６）、ｆ１７
）および（１樟と、第１．第２および第３のサイリスタ
ｎｏ）、 ０１）、 （１２＋の各ゲートからの信号を
制御器（１傷を介して入力し、各ゲートパルスを集光反
射鏡（１）に所定タイミングで供給するパルス発生器−
とで構成されている。なお、第１．第２のコイルｒｔ＠
、Ｈとアノード（３ｂ）との間にはそれぞれダイオード
（２１）、Ｑ？ｒが設けられている。一方、上記発振装
置に付加され、レーザ加工装置を構成するために発振器
（６）から出力されるレーザ光（Ｌ）を被加工物側に反
射する反射鏡（２３）と１反射鏡（ハ）の反射光路に設
けられる集光レンズＱ５１とが備えられている。
次に上記装置を用いて本発明であるレーザ切断について
述べる。すなわち、被加工物となる電子管のカソードや
スプリング材等のコイル体（ホ）の表面全体に第２図に
示すようにあらかじめたとえば有機塗料で保護層（２７
１を形成しておく。保護層匈を形成したコイル体（２６
）の所定の切断部Ｃ２８）を集光レンズ（２５＋の焦点
付Ｉ５となる部位に設置する。このようにして、上記発
振装置を第３図（ａ）乃至（ｄ）に示すように動作する
。すなわち１時刻１．において、第１のサイリスタｆｌ
＋１１をＯＮすると、直流電源（８）からチョークコイ
ル（９）、サイリスタ（１〔を通って第１の充放電コン
デンサ０．１にパルス充電が行われ、この充電電圧ＶＯ
，は第３図（ａ）における波形（ＷＩ）のようにｖｌの
電圧まで共振充電される。ここでｔ！の時刻に集光反射
鏡（１）にパルス発生器（２０１からトリガパルスを印
加すると、ｇｔの充放電コンデンサσ（至）の充電電荷
は第１のコイル（ｌｅ全全通て励起ランプ（３）に放電
され、第３図（Ｃ）の波形（Ｗ、）に示す弱いレーザパ
ルスを発生し、とのレーザパルスは集光レンズＣ５１で
集光され、さらにコイル体（イ）の切断部（（ト）に第
１図および第４図（ａ）に示すように照射される。この
照射により第４図０））に示すように保護層（ロ）のみ
が除去され、コイル体（４）の表面が露出する。次ぎに
。
述べる。すなわち、被加工物となる電子管のカソードや
スプリング材等のコイル体（ホ）の表面全体に第２図に
示すようにあらかじめたとえば有機塗料で保護層（２７
１を形成しておく。保護層匈を形成したコイル体（２６
）の所定の切断部Ｃ２８）を集光レンズ（２５＋の焦点
付Ｉ５となる部位に設置する。このようにして、上記発
振装置を第３図（ａ）乃至（ｄ）に示すように動作する
。すなわち１時刻１．において、第１のサイリスタｆｌ
＋１１をＯＮすると、直流電源（８）からチョークコイ
ル（９）、サイリスタ（１〔を通って第１の充放電コン
デンサ０．１にパルス充電が行われ、この充電電圧ＶＯ
，は第３図（ａ）における波形（ＷＩ）のようにｖｌの
電圧まで共振充電される。ここでｔ！の時刻に集光反射
鏡（１）にパルス発生器（２０１からトリガパルスを印
加すると、ｇｔの充放電コンデンサσ（至）の充電電荷
は第１のコイル（ｌｅ全全通て励起ランプ（３）に放電
され、第３図（Ｃ）の波形（Ｗ、）に示す弱いレーザパ
ルスを発生し、とのレーザパルスは集光レンズＣ５１で
集光され、さらにコイル体（イ）の切断部（（ト）に第
１図および第４図（ａ）に示すように照射される。この
照射により第４図０））に示すように保護層（ロ）のみ
が除去され、コイル体（４）の表面が露出する。次ぎに
。
時刻ｔ３で制御器０Ｉから第１．第２．第３の各サイリ
スクにトリガパルスを印加し直流電源（８）から第１、
第２．第３の充放電コンデンサに充電を行い。
スクにトリガパルスを印加し直流電源（８）から第１、
第２．第３の充放電コンデンサに充電を行い。
第３図中）における波形（Ｗ２）のように充電波形動作
を行わしめる。時刻ｔ４でランプトリガパルスを印加す
ると第１．第２．第３の充放電コンデンサから並列に同
時に大きな放電々流が励起ランプ（３）に流れ、第４図
（Ｃ）の波形（Ｗ、）に示すピーク出力の大きなレーザ
パルスが発生され、第４図（ｃ）に示すようにとのレー
ザパルスはコイル体（２６）の表面に直接集光照射され
切断部−の蒸発加工が行われる。この場合、切断部−の
蒸発作用を急激に行わせることが可能であるので、切断
時の溶融物が切断部（ハ）のまわりに付着することが々
くなり、また遠方に放出された溶融物は保護層（２７）
の上に落ち付着したとしても、それらは保護層（社）を
洗浄することによって除去できる。したがって第５図に
示すように切断部（２８）の切口−は鋭利な切断面に形
成される。
を行わしめる。時刻ｔ４でランプトリガパルスを印加す
ると第１．第２．第３の充放電コンデンサから並列に同
時に大きな放電々流が励起ランプ（３）に流れ、第４図
（Ｃ）の波形（Ｗ、）に示すピーク出力の大きなレーザ
パルスが発生され、第４図（ｃ）に示すようにとのレー
ザパルスはコイル体（２６）の表面に直接集光照射され
切断部−の蒸発加工が行われる。この場合、切断部−の
蒸発作用を急激に行わせることが可能であるので、切断
時の溶融物が切断部（ハ）のまわりに付着することが々
くなり、また遠方に放出された溶融物は保護層（２７）
の上に落ち付着したとしても、それらは保護層（社）を
洗浄することによって除去できる。したがって第５図に
示すように切断部（２８）の切口−は鋭利な切断面に形
成される。
なお、上記実施例のパルスレーザ電源動作ははじめ小容
量のコンデンサから放電させ、次いで多数のコンデンサ
から並列的に同時放電させることで大出力のパルス発生
を行わせた〃Ｓこれとは別に各種のパルス出力の切り換
え方法を行なわせ・ることかできることは明らかである
。例えば１つの充放電コンデンサをはじめは低い電圧で
放電させ次ぎにより高い゛電圧に充電してから放電する
方法またはレーザロッドのまわりに複数のフラッジ−ラ
ンプを設は出力に応じて点灯ランプの本数を切り換える
などの方式で可変する方法など考えることができる。
量のコンデンサから放電させ、次いで多数のコンデンサ
から並列的に同時放電させることで大出力のパルス発生
を行わせた〃Ｓこれとは別に各種のパルス出力の切り換
え方法を行なわせ・ることかできることは明らかである
。例えば１つの充放電コンデンサをはじめは低い電圧で
放電させ次ぎにより高い゛電圧に充電してから放電する
方法またはレーザロッドのまわりに複数のフラッジ−ラ
ンプを設は出力に応じて点灯ランプの本数を切り換える
などの方式で可変する方法など考えることができる。
このように本発明は切断部に塗布層を施し、その後切断
部に弱いレーザ光で塗布層を除去し、しかるのちに１強
いレーザ光を塗布層を除いた部分に照射し蒸発除去加工
を行わせるようにしたので、加工部の熱変形無影響部の
小さな加工が行えるようになり、また、塗布層をあらか
じめ切断部のみの除去を行っておくと強いレーザ光を照
射したときにそれらの塗布層が蒸発して、レーザの光路
を乱す作用がなくなり良好な切断が達成できた。
部に弱いレーザ光で塗布層を除去し、しかるのちに１強
いレーザ光を塗布層を除いた部分に照射し蒸発除去加工
を行わせるようにしたので、加工部の熱変形無影響部の
小さな加工が行えるようになり、また、塗布層をあらか
じめ切断部のみの除去を行っておくと強いレーザ光を照
射したときにそれらの塗布層が蒸発して、レーザの光路
を乱す作用がなくなり良好な切断が達成できた。
第１図はレーザ加工装置ａの一例を示す構成図。
第２図は被加工物の断面図、第３図笹Ｗ舟は本発明の加
工動作を示す波形図、第４図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明
の実施例の切断工程を示す断面図、第５図は本発明で得
られた切断断面図である。 （６）・・・レーザ発搗器 （８）・・・電 源 ０順・・コイル体 （２７）・・・保護層 （Ｗ、）、 （Ｗ、）・・・レーザパルス代理人 弁理
士 則近憲佑 （ほか１名）□−−−」
工動作を示す波形図、第４図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明
の実施例の切断工程を示す断面図、第５図は本発明で得
られた切断断面図である。 （６）・・・レーザ発搗器 （８）・・・電 源 ０順・・コイル体 （２７）・・・保護層 （Ｗ、）、 （Ｗ、）・・・レーザパルス代理人 弁理
士 則近憲佑 （ほか１名）□−−−」
Claims (1)
- 被加工物に保護層を形成する工程と、切断部分における
上記保護層のみを蒸発除去する第１のレーザ照射工程と
、上記の蒸発除去で露出して被加工部を切断する第２の
レーザ照射工程とを備えることを特徴とするレーザ切断
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58202558A JPS6096383A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | レ−ザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58202558A JPS6096383A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | レ−ザ切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096383A true JPS6096383A (ja) | 1985-05-29 |
Family
ID=16459483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58202558A Pending JPS6096383A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | レ−ザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096383A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015820A (en) * | 1990-05-25 | 1991-05-14 | Industrial Technology Research Institute | Method of making spring washer with laser beam |
| JPH06304773A (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-01 | Tanaka Seisakusho Kk | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
| JPH1071481A (ja) * | 1997-08-01 | 1998-03-17 | Tanaka Seisakusho Kk | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
| CN103028848A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种使用激光加工介质基片的方法 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58202558A patent/JPS6096383A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015820A (en) * | 1990-05-25 | 1991-05-14 | Industrial Technology Research Institute | Method of making spring washer with laser beam |
| JPH06304773A (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-01 | Tanaka Seisakusho Kk | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
| JPH1071481A (ja) * | 1997-08-01 | 1998-03-17 | Tanaka Seisakusho Kk | 被塗装鋼材のレーザ切断方法 |
| CN103028848A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种使用激光加工介质基片的方法 |
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