JPS63273587A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、レーザ加工方法に係り、特に波長の異なる
複数のレーザ光を照射して加工するレーザ加工方法に関
する。

（従来の技術） 従来より、レーザ光を利用して、溶接、切断。

孔あけ、あるいは焼入れなどの熱処理を施す加工方法が
ある０通常、この加工は、第３図に示すように、レーザ
発振器から放出されるレーザ光（Ｌ）を集光レンズ（１
）で集光し、その焦点（Ｆ）位置を被加工物（ｖ）の表
面上に合わせたり、あるいは被加工物（Ｖ）表面から適
宜ずらして照射することによりおこなわれている。

しかし、被加工物（ｖ）は、その材質によって吸収波長
が異なり、特に金属材料については、照射するレーザ光
（Ｌ）の波長と第４図に示す関係があり、たとえば炭素
鋼については、曲線（Ａ）に示すように、ＣＯ，レーザ
発振器から放出される波長１０．６μｍのレーザ光に対
しては約９０％、ＷＡＧレーザ発振器から放出される波
長１．０６μ璽のレーザ光に対しては約６０％、エキシ
マレーザ発振器から放出される波長０．１９〜０．３５
μ園のレーザ光に対しては約３０〜４０％反射する。

そのため、たとえばＣＯ，レーザ発振器から放出される
波長１０．６μ−のレーザ光により炭素鋼を熱処理する
場合は、レーザ光照射面に、グラファイトやりん酸液膜
などのレーザ光吸収被膜（２）を形成して、レーザ光の
吸収をよくし、その熱伝導により被加工物（ｌｉｔ）を
熱処理している。しかし、このような加工方法は、あら
かじめ被加工物（ｗ）に−レーザ光吸収被膜（２）を形
成しなければならず。

しかも、被加工物（Ｉｔ）の寸法によりその膜厚を制御
しなければならないなどの問題がある。

また、この００３レ一ザ発振器から放出される波長１０
．６μｍのレーザ光やＹＡＧレーザ発振器から放出され
る波長１．０６７Ａｌｌのレーび光は、Ａｕ、　Ａｇ、
　Ｃｕなどからなる被加工物（ｖ）またはそれらの被膜
を有する被加工物（Ｖ）に対しては、第４図の曲線（Ｂ
）。

（Ｃ）かられかるように炭素鋼よりさらに反射率が高く
、加工が困難であるという問題がある。

一方、エキシマレーザ発振器から放出されるレーザ光は
、上記Ｃ０２レーザやＹＡＧレーザにくらべて、各種金
属の反射率は低いが、このエキシマレーザは、短パルス
発振であり、しかも、被加工物（Ｗ）”の表面で吸収さ
れて、その表面下まで及ばないので、その加工がマーキ
ングなどの表面の加工に限定されるという問題点がある
。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、従来のレーザ加工方法は、たとえばＣＯ
，レーザ発振器から放出されるレーザ光により金属から
なる被加工物を熱処理する場合には、そのレーザ光の吸
収をよくするために、照射面にレーザ光吸収被膜を形成
しなければならず、また。

被加工物の寸法によって、その膜厚を制御しなければな
らず、さらに、Ａｕ、　Ａｇ、　Ｃｕなと反射率の高い
金属に対しては、加工が困難であるという問題点がある
。

一方、エキシマレーザ発振器から放出されるレーザ光は
、短パルス発振であり、かつ被加工物の表面に吸収され
て、その表面下に及ばないため、その加工が限定される
という問題点がある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、加工に際し、レーザ光吸収被膜の形成など格別
の前処理をおこなうことなく、各種被加工物に対して、
容易にレーザ加工できるようにすることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） レーザ加工方法において、波長の異なる複数のレーザ光
を同時または短波長に続いて長波長を被加工物の同一部
分に照射することにより加工する−ようにした。

（作　用） 上記のように波長の異なる複数のレーザ光を照射すると
、それぞれのレーザ光の特性を生かして、所要の加工を
容易におこなうことができる。

（実施例）。

以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図に示す装置は、第１のレーザ発振器をエキシマレ
ーザ発振器とし、第２のレーザ発振器をＣＯ２レーザ発
振器とするものであり、これらレーザ発振器から放出さ
れるレーザ光（ｔｔ）−（ｔｔ）の光路中にＡ１部材か
らなる第１ないし第４反射鏡（１０）〜（１３）が配設
されている。そして、これら反射鏡（１０）〜（１３）
のうち、第１反射鏡（ｌＯ）は、中央部に開孔をもつ環
状に形成され、また、被加工物（＋Ｉ＋）と対向する第
４反射鏡（１３）は、入射するレーザ光（Ｌｌ）、　（
Ｌりを集光するように反射面が凹面に形成されている。

しかして、第１のレーザ発振器から放出されるレーザ光
（Ｌ、）は、第１反射鏡（１０）の開孔を通って、第３
反射鏡（１２）で反射され、さらに第４反射鏡（１３）
で集光されて被加工物（Ｖ）に照射される。一方、第２
のレーザ発振器から放出されるレーザ光（Ｌ３）は、第
２反射鏡（１１）で反射され、さらに第１反射Ｉｔ（１
０）の環状反射面で反射されたのち、上記レーザ光（Ｌ
ｌ）と同一径路を通って被加工物（す）に照射される。

かくして、被加工物（ｖ）の同一部分に波長の異なる２
種類のレーザ光（ＬＸ）、　（Ｌりを同時に照射するこ
とができる。

ところで、上記のように波長の異なる２種類のレーザ光
（ＬユＬ　（Ｌｓ）を同時に照射すると、まず第２のレ
ーザ発振器から放出される短波長（紫外線）のレーザ光
（Ｌ２）により、被加工物（Ｖ）の表面部に、溶融、表
面層の除去１合金層の形成などの物理的または化学的な
変化をおこさせて、第１のレーザ発振器から放出される
長波長（赤外線）のレーザ光（Ｌ、）の吸収しやすい状
態にすることができる。

したがって、それにより、たとえばこれを炭素鋼の熱処
理に適用すると、従来のようにレーザ吸収被膜を形成す
ることなく、焼入れをおこなうことができる。また、従
来、表面にＡｕ、　Ａｇ、　Ｃｕなどの被覆層が存在す
るために困難であった溶接や切断などの加工も、上記２
種類のレーザ光（ＬＬ）、　（ＬＬ）の相乗作用によっ
て容易におこなうことができ、また同様に、これらＡｕ
、　Ａｇ、　Ｃｕなどからなる被加工物（ｗ）に対して
も、容易に溶接や切断などの加工をおこなうことができ
る。

なお、レーザ光（Ｌｘ）−（ｔｚ）の照射位置を移動す
る場合は、被加工物（Ｉｔ）を支持するテーブル（１４
）をＸ、Ｙ方向に移動すればよく、また、被加工物（Ｗ
）に対する焦点位置の調整は、テーブル（１４）をＺ方
向に動かすことによりおこなうことができる。

つぎに、他の実施例について述べる。

第２図は、波長の異なる２種類のレーザ光（Ｌ工）。

（Ｌ２）を各別の径路で集光レンズ（１６ａ）、　（１
６ｂ）に導いて、被加工物（Ｖ）に照射するようにした
ものである。この場合、特に集光レンズ（１６ａ）、　
（１６ｂ）を各別またはいづれか一方を移動可能にして
おけば、被加工物ＣＷ）に対して焦点位置をずらしても
、各レーザ光（ＬｘＬ　（Ｌｍ）の照射位置を容易に一
致させることができる。

また、上記実施例では、波長の異なるレーザ光を同時に
照射する場合について述べたが、このレーザ光の照射は
、先に短波長のレーザを照射して、被加工物の表面部に
物理的または化学的な変化をおこさせたのち、引続き長
波長のレーザ光を照射してもよく、また、少くとも一定
期間重畳させて照射するようにしてもよい。

−また、上記実施例では、波長の異なるレーザ光として
、ＣＯ，、レーザ発振器から放出されるレーザ光とエキ
シマレーザ発振器から放出されるレーザ光との組合わせ
について述べたが、このレーザ光の組合わせは、　ＣＯ
，レーザとＹＡＧレーザ、あるいはＹＡＧレーザとエキ
シマレーザの組合わせでも、それぞれそのレーザの特性
を生かして所要の加工をおこなうことができる。

また、照射するレーザ光の組合ゎｆは、２種類以上でも
よい。

〔発明の効果〕

波長の異なる複数のレーザ光を、順次連続または少くも
一定期間重畳して被加工物に照射して加工をおこなうと
、それぞれのレーザ光の特性を生かして、所要の加工を
容易におこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例レーザ加工方法の説明図、
第２図は他の実施例の説明図、第３図は従来のレーザ加
工方法の説明図、第４図は光の波長と金属の反射率との
関係を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長の異なる複数のレーザ光を同時または短波長
   に続いて長波長を被加工物の同一部分に照射して加工す
   ることを特徴とするレーザ加工方法。
2. （２）複数のレーザ光が紫外線レーザ光と赤外線レーザ
   光であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   レーザ加工方法。