JPS62104693A - レ−ザ−切断方法 - Google Patents
レ−ザ−切断方法Info
- Publication number
- JPS62104693A JPS62104693A JP60244750A JP24475085A JPS62104693A JP S62104693 A JPS62104693 A JP S62104693A JP 60244750 A JP60244750 A JP 60244750A JP 24475085 A JP24475085 A JP 24475085A JP S62104693 A JPS62104693 A JP S62104693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cut
- cutting
- spot
- ellipse
- laser beam
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
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
この発明は、被切断材にレーザー光のスポットを照射し
、このスポットを切断方向に移動させて被切断材を切断
するレーザー切断方法に関するもので市る。
、このスポットを切断方向に移動させて被切断材を切断
するレーザー切断方法に関するもので市る。
従来の技術
周知のように、レーザー光は高エネル、キーで指向性に
優れており、またレンズなどによりスポット状に集束で
きるので、高密度エネルギー源として切断、穴あけ、溶
接などの加工にも広く採用されている。
優れており、またレンズなどによりスポット状に集束で
きるので、高密度エネルギー源として切断、穴あけ、溶
接などの加工にも広く採用されている。
このレーザー切断においては、高エネルキーを有するレ
ーザー光を例えば円形レンズで集束ざぜてスポット状に
し、このスポットを軟鋼板などの被切断（Ａに照射さけ
、スボッ１〜を被切断材の切断方向に８動させて、切断
力１１工を行なっている。このスポットの移動はレーザ
ー光を移動ざぜるものて市ってもよく、また被切断（Δ
自体を移動させるものでおってもよく、要はスポットと
被切断材との相ズ・１的な位置が移動されればよい。
ーザー光を例えば円形レンズで集束ざぜてスポット状に
し、このスポットを軟鋼板などの被切断（Ａに照射さけ
、スボッ１〜を被切断材の切断方向に８動させて、切断
力１１工を行なっている。このスポットの移動はレーザ
ー光を移動ざぜるものて市ってもよく、また被切断（Δ
自体を移動させるものでおってもよく、要はスポットと
被切断材との相ズ・１的な位置が移動されればよい。
被切断材におけるレーザー光か照射された部分では、ス
ポラ１〜状にされ高エネルギー密度からなるレーザー光
により材料の溶融または酸化燃焼により、遂には材料は
溶断する。このレーザー光を切断方向に沿って移動ざぜ
ればこの溶断が連続的になされて、被切断材は切断分離
される。
ポラ１〜状にされ高エネルギー密度からなるレーザー光
により材料の溶融または酸化燃焼により、遂には材料は
溶断する。このレーザー光を切断方向に沿って移動ざぜ
ればこの溶断が連続的になされて、被切断材は切断分離
される。
前述のようにスポット状にされたレーザー光は高エネル
ギー密度からなるので、溶断は穫めて短時間で行なわれ
、従って切断のためのスポットの移動も高速で行なうこ
とかできる。
ギー密度からなるので、溶断は穫めて短時間で行なわれ
、従って切断のためのスポットの移動も高速で行なうこ
とかできる。
発明か解決しようとする問題点
しかしながら、従来のレーザー切断方法では、直線切り
などにおいてスポットの移動をある程度まで高速化させ
ると、レーザー光の照射時間が短くなり、溶断のための
エネルギーが充分に被切断側に与えられないため、溶融
または酸化燃焼などが不十分となり、溶断か困難となる
。すなわちスポットの移動が余りにも早すぎるため必要
な切断深さか得られず、切断分離に至らないで、ガウジ
ング（ｇ○ｕｇ ｉ ｎｇ）と称される溝掘り状態にな
ってしまうという問題点がある。
などにおいてスポットの移動をある程度まで高速化させ
ると、レーザー光の照射時間が短くなり、溶断のための
エネルギーが充分に被切断側に与えられないため、溶融
または酸化燃焼などが不十分となり、溶断か困難となる
。すなわちスポットの移動が余りにも早すぎるため必要
な切断深さか得られず、切断分離に至らないで、ガウジ
ング（ｇ○ｕｇ ｉ ｎｇ）と称される溝掘り状態にな
ってしまうという問題点がある。
また同様の理由によりこの溝掘り状態になってしまい切
断分離できない状態の発生を防ぐため、厚切断材を切断
する際には切断作業に時間がかかるという問題点もめる
。
断分離できない状態の発生を防ぐため、厚切断材を切断
する際には切断作業に時間がかかるという問題点もめる
。
これを第５．６図に基づいて説明すると、円形のレンズ
１０で集束されたレーザー光１１はその断面が円状にな
り、被切断材１２に照射される際にスポットの移動方向
すなわち被切断材の切断方向１３か高速となると切断分
離に至らず、購″！４を形成する状態、ずなわち溝掘り
状態となる。
１０で集束されたレーザー光１１はその断面が円状にな
り、被切断材１２に照射される際にスポットの移動方向
すなわち被切断材の切断方向１３か高速となると切断分
離に至らず、購″！４を形成する状態、ずなわち溝掘り
状態となる。
この発明は上記問題点を解決することを基本的な目的と
し、レーザー光のスポットの移動をさらに高速化し、し
かも溝掘り状態を防止して確実に切断分離を行なうこと
のできるレーザー切断方法を提供することを目的とする
。
し、レーザー光のスポットの移動をさらに高速化し、し
かも溝掘り状態を防止して確実に切断分離を行なうこと
のできるレーザー切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
本発明者は、鋭意研究の結果、従来のレーザー切断方法
で、おる程度の高速化で切断が困難となるのは、前述の
ようにレーザー光を集束させるために用いられているレ
ンズが円形レンズからなり、このためスポットの断面が
円形状となり、スポットの移動速度か高速になると被切
断材へのレーザー光の照射時間が短くなり、切断のため
の加熱源となるスポットが・被切断材の切断局部で溶断
以前に移動してしまうためであることを見出し本発明を
するに至ったものでおる。
で、おる程度の高速化で切断が困難となるのは、前述の
ようにレーザー光を集束させるために用いられているレ
ンズが円形レンズからなり、このためスポットの断面が
円形状となり、スポットの移動速度か高速になると被切
断材へのレーザー光の照射時間が短くなり、切断のため
の加熱源となるスポットが・被切断材の切断局部で溶断
以前に移動してしまうためであることを見出し本発明を
するに至ったものでおる。
すなわちこの発明は、被切断材にレーザー光のスポット
を照射し、このスポットを切断方向に移動させて被切断
材を切断するレーザー切断方法において、前記レーザー
光のスポットの断面形状を長円とし、この長円の長軸か
切断方向に沿うようにしてスポットを被切断材に照射す
ることを特徴とする。
を照射し、このスポットを切断方向に移動させて被切断
材を切断するレーザー切断方法において、前記レーザー
光のスポットの断面形状を長円とし、この長円の長軸か
切断方向に沿うようにしてスポットを被切断材に照射す
ることを特徴とする。
ここで長円とは、水平方向の軸径と垂直方向の軸径とが
異なる形状を言い、楕円などの形状も含むものである。
異なる形状を言い、楕円などの形状も含むものである。
なお、長円はその軸比を変更可能とするのか望ましい。
作用
この発明によれば、断面が長円でおるスポットがその長
袖が切断方向と沿うようにして被切断材に照射されるの
で、スポットを切断方向に移動させる際にスポットの被
切断材の切断局部への照射時間か長くなり、移動速度を
高速にしても溶断のために必要な照射時間が充分に得ら
れ、すなわち溶断のためのエネルギが充分に被切断材に
与えられるのでガウジングと称される溝掘り状態か防止
され、スポットの移動速度を犬とじ一〇も切断が確実に
なされる。
袖が切断方向と沿うようにして被切断材に照射されるの
で、スポットを切断方向に移動させる際にスポットの被
切断材の切断局部への照射時間か長くなり、移動速度を
高速にしても溶断のために必要な照射時間が充分に得ら
れ、すなわち溶断のためのエネルギが充分に被切断材に
与えられるのでガウジングと称される溝掘り状態か防止
され、スポットの移動速度を犬とじ一〇も切断が確実に
なされる。
また、長円はその軸比が被切断材の板厚ヤスポットの移
動速度に対応して変更可能てめるようにすれば、板厚が
厚くなるに従いまたはスポットの移動速度が大になるに
従い軸比を大とするようにして、板厚や所望の切断速度
に対応して最適の条件で切断作業を効率よく行なうこと
ができる。
動速度に対応して変更可能てめるようにすれば、板厚が
厚くなるに従いまたはスポットの移動速度が大になるに
従い軸比を大とするようにして、板厚や所望の切断速度
に対応して最適の条件で切断作業を効率よく行なうこと
ができる。
なおこのスポットの長円化によりエネルギ密度を低下さ
せないために切断方向と直角な方向の幅を狭くして切断
作業に支障を来たざないようにしている。
せないために切断方向と直角な方向の幅を狭くして切断
作業に支障を来たざないようにしている。
実施例
次にこの発明の一実施例を従来例と比較し一〇説明する
。
。
レーザー発撮源（図示しない）と被切断材１との間にシ
リトリカルレンズ２．３か２段となるように配置されて
いる。被切断材１側のシリド１ノカルレンズ３をその円
筒軸が被切断材１の切断方向４と平行となるようにし、
かつそのレンズを透過したレーザー光５の焦点ずなわち
スポット５ａか被切断材１の照射部分に位置するように
固定されている。またレーザー発振源側のシリトリカル
レンズ２．はシリトリカルレンズ３と互いの円筒軸が直
交し、しかもその円筒軸か被切断材１と平行でおるよう
にされており、さらに、このシワトリカルレンズ２はシ
リトリカルレンズ３に対し近接・離隔する方向６に移動
可能にされている。
リトリカルレンズ２．３か２段となるように配置されて
いる。被切断材１側のシリド１ノカルレンズ３をその円
筒軸が被切断材１の切断方向４と平行となるようにし、
かつそのレンズを透過したレーザー光５の焦点ずなわち
スポット５ａか被切断材１の照射部分に位置するように
固定されている。またレーザー発振源側のシリトリカル
レンズ２．はシリトリカルレンズ３と互いの円筒軸が直
交し、しかもその円筒軸か被切断材１と平行でおるよう
にされており、さらに、このシワトリカルレンズ２はシ
リトリカルレンズ３に対し近接・離隔する方向６に移動
可能にされている。
シリトリカルレンズ３はレーザー光を被切断材の切断方
向と直角な方向で集束させ、シリトリカルレンズ２はレ
ーザー光５を被切断材の切断方向４で集束させるがシワ
トリカルレンズ３の集束度の方がシリトリカルレンズ２
の集束度よりも大にされている。従って、シリド１ノカ
ルレンズ２．３を順次透過したレーザー光５は第３図に
示すようにその断面か被切断材の切断方向４に長軸が沿
った長円となる。
向と直角な方向で集束させ、シリトリカルレンズ２はレ
ーザー光５を被切断材の切断方向４で集束させるがシワ
トリカルレンズ３の集束度の方がシリトリカルレンズ２
の集束度よりも大にされている。従って、シリド１ノカ
ルレンズ２．３を順次透過したレーザー光５は第３図に
示すようにその断面か被切断材の切断方向４に長軸が沿
った長円となる。
またシリトリカルレンズ２を移動させることにより、レ
ーザー光の切断方向の集束度すなわち長円の軸比を変更
することができる。すなわち、シリンドリカルレンズ２
をシリンドリカルレンズ３に近ずけると軸比は大となり
、シリンドリカルレンズ２をシリトリカルレンズ３から
遠ざけると軸比は小となる。
ーザー光の切断方向の集束度すなわち長円の軸比を変更
することができる。すなわち、シリンドリカルレンズ２
をシリンドリカルレンズ３に近ずけると軸比は大となり
、シリンドリカルレンズ２をシリトリカルレンズ３から
遠ざけると軸比は小となる。
このレーザー光のスポット５ａは切断方向４に移動され
て被切断材１を線状に溶断し、この溶断が連続して形成
される切断線７により被切断材１を切断分離する。
て被切断材１を線状に溶断し、この溶断が連続して形成
される切断線７により被切断材１を切断分離する。
次に、この実施例のレーザー光出力と切ｌ？ＪＴ速度と
の関係を従来例と比較して説明する。
の関係を従来例と比較して説明する。
実施例および従来例とも５ＰＣＧ２８からなり板厚が１
．０馴の被切断材を用い、レーザー源として波長が１０
．６μであるＣＯ２レーザーを用い、さらにアシストガ
スとして５０ｆｆｉ／ｍｉｎの０２ガスを用いる。また
実施例ではレーザー光を断面において、シリトリカルレ
ンズ３で短軸すなわち切断方向の径を０．１！Ｉｖｎと
なるように集束させ、長軸すなわち切断方向の径をシリ
トリカルレンズ２の上下位置を切断速度に対応させて調
整する。
．０馴の被切断材を用い、レーザー源として波長が１０
．６μであるＣＯ２レーザーを用い、さらにアシストガ
スとして５０ｆｆｉ／ｍｉｎの０２ガスを用いる。また
実施例ではレーザー光を断面において、シリトリカルレ
ンズ３で短軸すなわち切断方向の径を０．１！Ｉｖｎと
なるように集束させ、長軸すなわち切断方向の径をシリ
トリカルレンズ２の上下位置を切断速度に対応させて調
整する。
従来例では円形レンズを用い、断面が０．３＃の直径で
おる円状のスポットに集束させる。
おる円状のスポットに集束させる。
これらの結果は第４図に示されるように、同一のレーザ
ー光の出力では従来例に比較して実施例では切断速度を
大きく、すなわち切断作業の高速化を計ることができ、
作業効率を向上させる。
ー光の出力では従来例に比較して実施例では切断速度を
大きく、すなわち切断作業の高速化を計ることができ、
作業効率を向上させる。
また、同一の切断速度では従来例に比較して実施例では
レーザー光の出力を小さくすることができ省エネルギー
上からも優れている。
レーザー光の出力を小さくすることができ省エネルギー
上からも優れている。
なおこの実施例ではレーザー発振源としてＧ Ｏ２カス
レーザーを用いたが、他の気体レーザーを用いることが
できるのは勿論のこと、固体レーザーを用いることも可
能でおる。
レーザーを用いたが、他の気体レーザーを用いることが
できるのは勿論のこと、固体レーザーを用いることも可
能でおる。
また、この実施例では被切断材として軟鋼を用いたがこ
の発明で対象となる被切断材の材質が特にこれに限定さ
れるものではなく、他の非鉄金属やセラミック仮や有機
樹脂板などの幅広い材料を対象とすることができる。
の発明で対象となる被切断材の材質が特にこれに限定さ
れるものではなく、他の非鉄金属やセラミック仮や有機
樹脂板などの幅広い材料を対象とすることができる。
発明の効・果
以上説明したようにこの発明によ−れば−、レーザー光
のスポットの断面形状を長円とし、この長円の長軸が切
断方向に沿うようにしてスポットを被切断材に照射する
ので、被切断材の切断部分へのスポットの照射時間を長
くすることかてぎ、従って、ガウジングと称される溝掘
りが防止されて切断が確実になされ、しかも切断作業を
より高速化することかできる効果が必る。
のスポットの断面形状を長円とし、この長円の長軸が切
断方向に沿うようにしてスポットを被切断材に照射する
ので、被切断材の切断部分へのスポットの照射時間を長
くすることかてぎ、従って、ガウジングと称される溝掘
りが防止されて切断が確実になされ、しかも切断作業を
より高速化することかできる効果が必る。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図でめり、第２
図は同じく断面図、第３図は第２図の■−■線断面図、
第４図はこの発明の実施例と従来例とを比較したグラフ
てめり、第５図は従来のレーザー切断方法の使用状態の
断面図、第６図は第５図のＶＩ −ＶＩ線断面図でおる
。 １・・・被切断材 ２．３・・・シリンドリカルレンズ
４・・・切断方向 ５・・・レーザー光５ａ・・・スポ
ット 第２図 第３図 第４図 邊−円圧（ｍｍ） 第５図
図は同じく断面図、第３図は第２図の■−■線断面図、
第４図はこの発明の実施例と従来例とを比較したグラフ
てめり、第５図は従来のレーザー切断方法の使用状態の
断面図、第６図は第５図のＶＩ −ＶＩ線断面図でおる
。 １・・・被切断材 ２．３・・・シリンドリカルレンズ
４・・・切断方向 ５・・・レーザー光５ａ・・・スポ
ット 第２図 第３図 第４図 邊−円圧（ｍｍ） 第５図
Claims (2)
- （１）被切断材にレーザー光のスポットを照射し、この
スポットを切断方向に移動させて被切断材を切断するレ
ーザー切断方法において、 前記レーザー光のスポットの断面形状を長円とし、この
長円の長軸が切断方向に沿うようにしてスポットを被切
断材に照射することを特徴とするレーザー切断方法。 - （２）前記長円はその軸比が変更可能にされていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザー切断
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244750A JPS62104693A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | レ−ザ−切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244750A JPS62104693A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | レ−ザ−切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62104693A true JPS62104693A (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=17123335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244750A Pending JPS62104693A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | レ−ザ−切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62104693A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01306088A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-11 | Nippei Toyama Corp | 可変ビームレーザ加工装置 |
| JPH05506185A (ja) * | 1988-08-15 | 1993-09-16 | アンシュタルト ゲルサン | 高エネルギー放射線を使用する細長い切削部製造方法 |
| WO2003004213A1 (fr) | 2001-07-03 | 2003-01-16 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede et installation de soudage laser avec melange gazeux ar/he a teneurs controlees en fonction de la puissance laser |
| EP1371446A1 (fr) | 2002-06-14 | 2003-12-17 | L'Air Liquide S. A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Utilisation de mélanges gazeux hélium/azote en soudage laser de flancs raboutés |
| JP2006312185A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ光線を利用する加工方法及び装置 |
| DE102007024701A1 (de) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Materialabtragung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| WO2012050045A1 (ja) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置及びレーザ切断方法 |
| DE102006052714B4 (de) * | 2005-11-16 | 2014-01-02 | Disco Corp. | Laserstrahlbearbeitungsmaschine |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60244750A patent/JPS62104693A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8350188B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-01-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for material removal and device for carrying out said method |
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| CN103180085A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-06-26 | 三菱重工业株式会社 | 激光切割装置和激光切割方法 |
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