JPS61186185A - レ−ザ−ビ−ムによるセラミツクスの溶断方法 - Google Patents
レ−ザ−ビ−ムによるセラミツクスの溶断方法Info
- Publication number
- JPS61186185A JPS61186185A JP60025938A JP2593885A JPS61186185A JP S61186185 A JPS61186185 A JP S61186185A JP 60025938 A JP60025938 A JP 60025938A JP 2593885 A JP2593885 A JP 2593885A JP S61186185 A JPS61186185 A JP S61186185A
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- JP
- Japan
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- laser beam
- coating layer
- gas
- workpiece
- work
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- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明はレーザービームによるセラミックスの溶断方法
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術
レーザービームによりセラミックス製品を溶断する場合
、従来は、セラミックス製品を支持体により支持し、こ
のセラミックス製品に直接レーザービームを照射して溶
断していた。
、従来は、セラミックス製品を支持体により支持し、こ
のセラミックス製品に直接レーザービームを照射して溶
断していた。
発明が解決しようとする問題点
上記従来方法によれば、薄いセラミックス製品、例えば
厚さ２ＩＩＩＩ程度のアルミナ製のセラミックス板はな
んとか溶断てきるが、厚さがざらに厚くなると、レーザ
ービームを照射した瞬間、あるいはレーザービームを照
射しながらある程度溶断したときに、レーザービームの
熱衝撃によりセラミックス製品が割れるという問題があ
った。
厚さ２ＩＩＩＩ程度のアルミナ製のセラミックス板はな
んとか溶断てきるが、厚さがざらに厚くなると、レーザ
ービームを照射した瞬間、あるいはレーザービームを照
射しながらある程度溶断したときに、レーザービームの
熱衝撃によりセラミックス製品が割れるという問題があ
った。
本発明は上記問題点を解消したレーザービームによるセ
ラミックスの溶断方法を提供することを目的とする。
ラミックスの溶断方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明のレーザービームに
よるセラミックスの溶断方法は、セラミックス材からな
る被加工物の上面に無機物質からなる被１１！層を設け
、この被覆層の上方からレーザービームを照射しながら
、このレーザービームの照射位置にかつ照射方向と同一
方向に気体をＩｎ躬するものである。。
よるセラミックスの溶断方法は、セラミックス材からな
る被加工物の上面に無機物質からなる被１１！層を設け
、この被覆層の上方からレーザービームを照射しながら
、このレーザービームの照射位置にかつ照射方向と同一
方向に気体をＩｎ躬するものである。。
作用
上記構成において、被ｉｉ層がレーザービームにより溶
融し、このｔＳ潟の溶融物が気体の噴射により被加工物
に噴き付けられて、これにより被加工物が溶断するので
、高いエネルギー密度のレーザービームが直接被加工物
に照射されず、熱衝撃が緩和′さｉる。したがって被加
工物であるセラミックス材が割れることはない。
融し、このｔＳ潟の溶融物が気体の噴射により被加工物
に噴き付けられて、これにより被加工物が溶断するので
、高いエネルギー密度のレーザービームが直接被加工物
に照射されず、熱衝撃が緩和′さｉる。したがって被加
工物であるセラミックス材が割れることはない。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図に基づいて説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例におけるレーザービームによ
るセラミックスの溶断方法の溶断状態の正面図、第２図
は同要部拡大断面図であり、１はセラミックス材からな
る被加工物、２は被加工物１上に形成された被ｉｉ層、
３は溶断のためのレーザ光を導くトーチ、４はトーチ３
内に設けられてレーザービーム５を被覆層２上に集束さ
せるレンズ、６はトーチ３に連通連設されてトーチ３内
に気体を供給する気体供給管、７は被加工物１を支持す
る支持体である。
るセラミックスの溶断方法の溶断状態の正面図、第２図
は同要部拡大断面図であり、１はセラミックス材からな
る被加工物、２は被加工物１上に形成された被ｉｉ層、
３は溶断のためのレーザ光を導くトーチ、４はトーチ３
内に設けられてレーザービーム５を被覆層２上に集束さ
せるレンズ、６はトーチ３に連通連設されてトーチ３内
に気体を供給する気体供給管、７は被加工物１を支持す
る支持体である。
溶断に際しては、トーチ３の先端を被ｒｆＩ層２上に位
置させ、レーザービーム５を被覆層２上に集束させると
同時に、気体供給管６からトーチ３内に気体を供給し、
トーチ３先端から噴射させて、トーチ３を矢印Ａで示す
溶断方向に移動させる。
置させ、レーザービーム５を被覆層２上に集束させると
同時に、気体供給管６からトーチ３内に気体を供給し、
トーチ３先端から噴射させて、トーチ３を矢印Ａで示す
溶断方向に移動させる。
かくして、レーザービーム５により被覆層２は溶融し、
この高温の溶融物８が気体の噴射により下方向に流れて
被加工物１の上層部を溶融させ、これら被覆層２と被加
工物１とが混合した混合溶融物９が次第に下層側の被加
工物１を溶融させ、被加工物１が下面まで溶融した時点
で混合溶融物９は噴射気体により下方へ吹ぎ飛ばされる
。このような溶断過程がトーチ３の移動に伴なって連続
的に発生し、所定の溶断が行なわれるのである。
この高温の溶融物８が気体の噴射により下方向に流れて
被加工物１の上層部を溶融させ、これら被覆層２と被加
工物１とが混合した混合溶融物９が次第に下層側の被加
工物１を溶融させ、被加工物１が下面まで溶融した時点
で混合溶融物９は噴射気体により下方へ吹ぎ飛ばされる
。このような溶断過程がトーチ３の移動に伴なって連続
的に発生し、所定の溶断が行なわれるのである。
このように、被加工物１の溶断部はレーザービーム５に
より溶融物８．９を介して加熱されるので、熱衝撃が緩
和され、例え被加工物１の厚さが厚くても、被加工物１
が割れることはない。
より溶融物８．９を介して加熱されるので、熱衝撃が緩
和され、例え被加工物１の厚さが厚くても、被加工物１
が割れることはない。
なお、被覆層２の材質としては、金属や金属酸化物など
の無機物質を用いる。ただし、レーザービーム５により
蒸発したり分解気化する物質は使用できない。例えば、
ＳｉＣまたはＳｉ２Ｎ３ははレーザービーム５により分
解するため使用できない。また低沸点金属は蒸発してし
まうので使用できないし、高沸点金属は使用可能である
が被加工物１の破面を汚してしまう。したがって、被覆
層２としては、一般にセラミックスといわれている、例
えば、Ｓ ｉｏ２．ｃａｏ、ＺｒＯ２゜Ａ Ｉ２０３
、ＭＱＯ，に２０．Ｎａ２Ｏなどの酸化物あるいはその
混合物（鉱物組成を程していて６よい）が好ましい。
の無機物質を用いる。ただし、レーザービーム５により
蒸発したり分解気化する物質は使用できない。例えば、
ＳｉＣまたはＳｉ２Ｎ３ははレーザービーム５により分
解するため使用できない。また低沸点金属は蒸発してし
まうので使用できないし、高沸点金属は使用可能である
が被加工物１の破面を汚してしまう。したがって、被覆
層２としては、一般にセラミックスといわれている、例
えば、Ｓ ｉｏ２．ｃａｏ、ＺｒＯ２゜Ａ Ｉ２０３
、ＭＱＯ，に２０．Ｎａ２Ｏなどの酸化物あるいはその
混合物（鉱物組成を程していて６よい）が好ましい。
また被覆層２は、板状の被覆材を被加工物１に貼着して
もよく、あるいは粉末にした被覆材料を粘着材と混合し
てペースト状にして流布してもよく、さらには溶射によ
り被１してもよい。またＩ２０−Ｎ ａ２０−８ ｉ
０２からなる水ガラスのようなものでもよい。
もよく、あるいは粉末にした被覆材料を粘着材と混合し
てペースト状にして流布してもよく、さらには溶射によ
り被１してもよい。またＩ２０−Ｎ ａ２０−８ ｉ
０２からなる水ガラスのようなものでもよい。
また溶断ガスとしての気体は、被覆層２として酸化物を
用いるのであるから、酸化物を安定な状態で溶融させる
ために、ＡｒやＨｅなど、周ｍ律表による第８周期のガ
スを用いてもよいが、高価であるため、０２が最も適し
ている。
用いるのであるから、酸化物を安定な状態で溶融させる
ために、ＡｒやＨｅなど、周ｍ律表による第８周期のガ
スを用いてもよいが、高価であるため、０２が最も適し
ている。
また、溶断時における熱衝撃をより緩和させる必要があ
るならば、溶断される被加工物１よりも被覆層２の方が
熱伝導率の低い物質であるのがよい。なぜなら、被覆層
２がレーザービーム５により溶けて被加工物１を溶融さ
せ、被覆層２と被加工物１とが混合したとき、被加工物
１よりも混合溶融物９の方が熱伝導率が低いから、被加
工物１への熱の伝導が一層緩和されることになるからで
ある。したがって、二酸化珪素製の被加工物１を溶断す
るときは、５ｉ０２の熱伝導率は０．０１（ｃａｌ
−ＣＩＲ／ｄ −ｓｅｃ！ ・”Ｃ，）であり、ＺｒＯ
２の熱伝導率は０．００７ （ｃａｌ −ａｔｔ／ｃ
ｙｄ −ｓｅｃ ・℃）であるから、ジルコニヤ製の被
覆層２を用いればよい。
るならば、溶断される被加工物１よりも被覆層２の方が
熱伝導率の低い物質であるのがよい。なぜなら、被覆層
２がレーザービーム５により溶けて被加工物１を溶融さ
せ、被覆層２と被加工物１とが混合したとき、被加工物
１よりも混合溶融物９の方が熱伝導率が低いから、被加
工物１への熱の伝導が一層緩和されることになるからで
ある。したがって、二酸化珪素製の被加工物１を溶断す
るときは、５ｉ０２の熱伝導率は０．０１（ｃａｌ
−ＣＩＲ／ｄ −ｓｅｃ！ ・”Ｃ，）であり、ＺｒＯ
２の熱伝導率は０．００７ （ｃａｌ −ａｔｔ／ｃ
ｙｄ −ｓｅｃ ・℃）であるから、ジルコニヤ製の被
覆層２を用いればよい。
また被覆層２は被加工物１上の全面にわたって設ける必
要はなく、溶断箇所に適当範囲にわたって設ければよい
。
要はなく、溶断箇所に適当範囲にわたって設ければよい
。
また上記実施例においては、トーチ３を移動させて被加
工物１を切断する場合について説明したが、本発明は、
トーチ３を移動させずに被加工物１に孔を形成する場合
もその技術的範囲に含むものであることは勿論である。
工物１を切断する場合について説明したが、本発明は、
トーチ３を移動させずに被加工物１に孔を形成する場合
もその技術的範囲に含むものであることは勿論である。
また、レーザービームには連続ビームとパルスビームと
があるが、本発明ぐはいずれのレーデ−ビームであって
も使用できることは勿論である。
があるが、本発明ぐはいずれのレーデ−ビームであって
も使用できることは勿論である。
なお、被加工？１３１として２５Ｘ ＳＯｘ ５ ｔの
アルミナ板を用い、被覆層２として水ガラスを被加工物
１に塗布し、トーチ３先端からの噴射気体として０２を
用い、ＩＫＷのレーザービーム５により、トーチ３を１
０α／ ｗｉｎの速度で移動させて、上記実施例通りの
方法で溶断を行なった結果、被加工物１に割れを発生せ
ず、良好に溶断できた。
アルミナ板を用い、被覆層２として水ガラスを被加工物
１に塗布し、トーチ３先端からの噴射気体として０２を
用い、ＩＫＷのレーザービーム５により、トーチ３を１
０α／ ｗｉｎの速度で移動させて、上記実施例通りの
方法で溶断を行なった結果、被加工物１に割れを発生せ
ず、良好に溶断できた。
発明の効果
以上述べたごとく本発明によれば、セラミックス材から
なる被加工物の厚さにかかわらず、割れを発生ずること
なく良好に溶断を行なうことができる。
なる被加工物の厚さにかかわらず、割れを発生ずること
なく良好に溶断を行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例におけるレーザービームによ
るセラミックスの溶断方法の溶断状態を示す正面図、第
２図は同要部拡大断面図である。 １・・・被加工物、２・・・被覆層、５・・・レーザー
ビーム
るセラミックスの溶断方法の溶断状態を示す正面図、第
２図は同要部拡大断面図である。 １・・・被加工物、２・・・被覆層、５・・・レーザー
ビーム
Claims (1)
- １、セラミックス材からなる被加工物の上面に無機物質
からなる被覆層を設け、この被覆層の上方からレーザー
ビームを照射しながら、このレーザービームの照射位置
にかつ照射方向と同一方向に気体を噴射するレーザービ
ームによるセラミックスの溶断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60025938A JPS61186185A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | レ−ザ−ビ−ムによるセラミツクスの溶断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60025938A JPS61186185A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | レ−ザ−ビ−ムによるセラミツクスの溶断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186185A true JPS61186185A (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=12179703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60025938A Pending JPS61186185A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | レ−ザ−ビ−ムによるセラミツクスの溶断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186185A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130872A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-23 | Fujita Corp | 鉄筋コンクリート構造体の熱的切断工法 |
| US6255621B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-07-03 | International Business Machines Corporation | Laser cutting method for forming magnetic recording head sliders |
| USRE43400E1 (en) | 2000-09-20 | 2012-05-22 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser segmented cutting, multi-step cutting, or both |
| DE102018000441B4 (de) | 2017-01-19 | 2021-10-07 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsverfahren |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP60025938A patent/JPS61186185A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130872A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-23 | Fujita Corp | 鉄筋コンクリート構造体の熱的切断工法 |
| US6255621B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-07-03 | International Business Machines Corporation | Laser cutting method for forming magnetic recording head sliders |
| USRE39001E1 (en) | 2000-01-31 | 2006-03-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser cutting method for forming magnetic recording head sliders |
| USRE43400E1 (en) | 2000-09-20 | 2012-05-22 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser segmented cutting, multi-step cutting, or both |
| USRE43487E1 (en) | 2000-09-20 | 2012-06-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser segmented cutting |
| USRE43605E1 (en) | 2000-09-20 | 2012-08-28 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser segmented cutting, multi-step cutting, or both |
| DE102018000441B4 (de) | 2017-01-19 | 2021-10-07 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsverfahren |
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