KR0165034B1 - 유리-세라믹 재료의 레이저 기계 가공방법 - Google Patents

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Abstract

레이돔(20)과 같은 유리-세라믹 재료의 거친 기계 가공은 고전력 레이저(60, 64)를 사용하여 수행된다. 레이돔(20)은 종축을 중심으로 회전하고, 레이저 빔(62)의 적용점은 레이돔(20)의 내부면(32) 또는 외부면(30) 상의 종축(28)에 일반적으로 평행하게 병진 운동된다. Nd:YAG 레이저(60, 64)는 양호하게는 약 0.3 내지 3 ms의 펄스 지속 시간, 1초당 약 50 내지 500 펄스의 펄스 주파수 그리고 적어도 약 3 x 10⁴W/㎠의 펄스 강도를 갖는 펄스파 모드로 작동된다. 레이저 거친 기계 가공 후에, 재료의 적어도 약 0.00508cm(0.002 in)가 마무리 기계 가공, 양호하게는 기계 연마에 의해 거친-기계 가공 표면으로부터 제거된다.

Description

유리-세라믹 재료의 레이저 기계 가공 방법
제1도는 유리-세라믹 미사일 레이돔 블랭크의 일부분을 도시한 단면도.
제2도는 제1도의 영역 2에서 레이돔 블랭크에 사용되는 유리-세라믹 재료를 도시한 미세 구조 단면도.
제3도는 레이돔을 제조하는 방법을 도시한 블록 개략도.
제4도는 레이돔 블랭크의 외부면의 레이저 거친 기계 가공을 도시한 개략도.
제5도는 레이돔 블랭크의 내부면의 레이저 거친 기계 가공을 도시한 개략도.
제6도는 레이저 기계 가공된 유리-세라믹 레이돔 블랭크의 표면 영역의 개략적인 확대 단면도.
제7도는 레이돔 블랭크의 외부면을 연마하는 최종 기계 가공을 도시한 개략도.
제8도는 재료 제거의 속도가 표시된 레이저 에너지 강도의 함수로서의 재료 제거량을 도시한 그래프.
제9도는 3종류의 Nd:YAG 레이저에 대한 절단 깊이 및 레이저 에너지 강도의 함수로서의 절단 깊이를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 레이돔 28 : 종축
30 : 레이돔 외부면 32 : 레이돔 내부면
60, 64 : Nd:YAG 레이저 62 : 레이저 빔
본 발명은 유리-세라믹 재료의 기계 가공에 관한 것으로서, 특히 유리-세라믹 레이돔의 레이저 기계 가공에 관한 것이다.
유리-세라믹 재료는 다양한 용도에서 사용되는 널리 공지된 복합 재료이다.
유리-세라믹 재료는 고온에서 잘 견디고, 강성, 침식 저항성, 우수한 열 진동 저항성 및 균열 전달 저항성을 갖는다. 유리-세라믹 재료는 우수한 전자파 전도 특성을 나타내고, 특히 전자파 전달 특성은 고속 비행체의 미사일 및 다른 용도에서 레이돔의 사용시에 중요한 기능을 한다.
유리-세라믹 재료는 먼저 유리-세라믹 재료를 고온에서 주형에 주조함으로써 유용한 제품으로 제조된다. 선택적으로 열처리될 수 있는 주조 재료는 블랭크 (blank) 라 명명된다. 다수의 용도에서, 블랭크는 나중에 표면 층이 제거되도록 기계 가공된다. 최종 제품이 고속 기류에 노출되는 레이돔 또는 다른 구조물인 경우에, 그 외측 대향면은 완만하고 정밀하게 구성되어야 한다.
일반적으로, 고속 장치용 레이돔은 30 년 동안 유리-세라믹 재료로 제조되어 왔다. 그 기간 동안, 기계 가공 기술은 정밀하게 구성된 최종 제품을 생산하기 위해 레이돔 블랭크의 내외측면을 약 0.254cm(0.100 in)까지 제거하는 정도로 개발되어져 왔다. 이러한 기계 가공 기술은 표면의 기계 연마에 의한 재료 제거를 기본으로 한다. 전형적인 경우에, 연마는 1분당 재료 제거량이 0.8㎤인 재료 공급 속도로서 패스당 약 0.0127cm(0.005 in)를 제거하기 위해 카보런덤 또는 다이아몬드 연마 휠을 사용하여 수행된다.
연마에 의해 유리-세라믹 블랭크를 기계 가공하는 것은 비교적 작업 속도가 느리고, 작업편의 냉각이 필요하며, 상당한 노동을 필요로 한다. 이러한 접근 방법이 이루어졌을 때, 레이돔과 같은 유리-세라믹 제품을 생산하는 시간과 비용을 절감함으로써 공정의 경제성을 개선할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 요구에 부합되고, 또한 상기의 이점들을 제공하고자 한다.
본 발명은 유리-세라믹 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 유리-세라믹 레이돔을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기의 방법은 종래의 연마 기술에 드는 경비의 약 절반으로 양질의 제품을 생산하는 것을 가능하게 한다. 상기 방법은 제품에 접촉할 필요가 없고, 작업편의 냉각을 요구치 않으며, 상당한 노동을 필요로 하지 않는다.
본 발명에 의하면, 유리-세라믹 레이돔을 제조하는 방법은 유리-세라믹 재료로 제조되고 종축을 갖는 레이돔 블랭크를 제공하는 단계를 포함한다. 블랭크가 종축을 중심으로 회전할 때에 유리-세라믹 재료의 층은 고전력 레이저를 사용하여 레이돔의 거친-기계 가공될 표면에서 거칠게 가공되고, 레이저 빔의 적용점은 일반적으로 종축에 평행한 레이돔 블랭크를 따라 횡방향으로 이동된다. 거친 기계 가공 표면은 레이돔 블랭크의 내부면일 수도 있고 외부면일 수도 있다. 거친 기계 가공 후에, 유리-세라믹 재료는 최종 기계 가공 기술, 양호하게는 거친 기계 가공된 표면으로부터 재료를 적어도 약 0.00508cm(0.002 in) 연마함으로써 거친 기계 가공 표면으로부터 최종적으로 기계 가공된다.
레이저는 양호하게는 1.06㎛ 출력 파장에서 작동하는 Nd:YAG 레이저이다. 레이저는 양호하게는 약 500 내지 2000 W의 평균 전력치(power level)에서 연속파 모드로 작동할 수도 있다. 레이저는 양호하게는 방형파(square wave) 펄스로, 약 0.3 내지 약 3 ms 의 펄스 지속 시간, 1초당 약 50 내지 500 펄스 진동수, 그리고 적어도 약 3 x 10⁴W/㎠의 펄스 강도를 갖는 펄스파 모드로 작동할 수도 있다. 레이저는 1 내지 5의 패스(pass)에서 전체적으로 0.254cm(0.1 in)의 제거를 허용하면서 약 0.0508 cm(0.020 in) 내지 약 0.254cm(0.1 in)의 절단 깊이로 재료를 제거할 수 있다. 이러한 접근 방법으로서 유리-세라믹 재료를 1분당 1㎤ 이상으로 제거한다.
레이저 기계 가공 기술은 유리-세라믹 제품에서 부가적인 기계 가공을 필요로 하지 않게 사용될 수 있다. 그러나, 레이돔의 경우에서, 레이저 기계 가공은 최종 기계 가공 작업에 의해 제거된 레이저-처리된 표면 층을 남겨 둔다. 최종 기계 가공은 양호하게는 레이저-기계 가공된 거친면으로부터 적어도 약 0.00508cm(0.002 in)를 연마함으로써 수행된다.
레이저 기계 가공 매개 변수를 최적으로 조절하여 레이저 기계 가공하는 양호한 접근 방법은 요망된 최종 제품을 생산함과 아울러 종래의 접근 방법에 의한 제품보다 더 개선된 공정 경제성을 제공한다. 본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 취한 본 발명의 원리를 설명하는 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
제1도는 유리-세라믹으로 제조된 양호한 레이돔 블랭크(20)를 도시하고 있다. 레이돔 블랭크(20)는 코닝 글래스(Corning Glass)사에서 제조한 파이로세람(PyroceramTM)과 같은 유리-세라믹 재료로 주조된다. 유리-세라믹 재료는 세라믹 및 유리 상(phase)들의 혼합물이나 순수한 세라믹 또는 유리와 그 조성, 구조 및 반응이 다른 특정한 종류의 재료이다. 제2도는 전형적인 유리-세라믹 재료(22)의 이상적인 미세 구조를 도시하고 있다. 유리-세라믹 재료는 결정 상의 입자(24)들과 비정질 상의 영역(26)들을 포함한다. 결정 입자(24)들은 상기 재료(22)의 약 90 부피 퍼센트를 차지하고 비정질 영역(26)들이 나머지를 차지한다. 유리-세라믹 재료는 규산염 등의 유리 전구체(glass former)를 포함하는 조성을 가지며, 일반적으로 변형된 마그네슘, 알루미늄-규산염(Mg, Al-silicate)이다. 양호한 PyroceramTM9606 재료는 56 중량 퍼센트의 SiO2,20 중량 퍼센트의 Al2O3, 15 중량 퍼센트의 MgO 및 9 중량 퍼센트의 TiO₂의 조성을 갖는다. 유리-세라믹 재료가 기화될 때, 고체 상에 플라스마를 형성하는 휘발성 기체 상은 일반적으로 거의 발생되지 않는다.
레이돔 블랭크(20)는 종축(28)을 따라 대략적인 원통형 대칭 구조를 이루고 있다. 주조된 레이돔 블랭크(20)의 외부면(30)은 일반적으로 양호한 표면 마무리, 형상 및 대칭성을 갖지만, 최종적인 레이돔의 공기 역학적 선단 모서리 및 외부면에 대해 요구되는 바에는 완벽하게 부합되지는 않는다. 레이돔 블랭크(20)의 내부면(32)은 일반적으로 양호한 형상 및 대칭성을 갖지만, 최종적인 레이돔의 내부면에 대해 요구되는 바에는 완벽하게 부합되지는 않는다. 외부면(30) 및 내부면(32)은 주조 공정 중에 발생된 비균일한 조직으로된 유리-세라믹 재료의 영역을 포함할 수 있다. 무선 송수신기는 미사일 노우즈 상에 배치된 최종 레이돔에 의해 덮혀진다. 레이돔의 최종 내부 및 외부면은 재료의 조성 및 구조와 함께 무선 신호(radar signal)를 변형없이 송수신 가능하고 외부면의 경우에서 공기 역학적으로 적합하도록 고도로 완벽해야만 한다. 요구되는 완벽성을 얻기 위해서, 제조 중에 외부면층(34) 및 내부면층(36)을 각각 약 0.254cm (0.100 in)의 두께로 제거하는 것이 일반적인 관행이다. 본 발명의 양호한 실시예는 이러한 표면층(34, 36)들을 제거하는 것에 관한 것이다.
제3도는 제조 작업의 적절한 기계 가공에 대한 양호한 방법에 대해 도시하고 있다. 참조 부호 40에서 유리-세라믹 재료로 만들어진 하나의 제품 블랭크가 제공된다. 양호한 경우에서, 제품 블랭크는 제1도의 레이돔 블랭크(20)이다. 참조 부호 42에서 고전력 레이저가 제공된다. 레이저는 양호하게는 1.06㎛의 간섭광 출력에서 작동하고, 대개는 Nd:YAG 레이저가 사용된다 (이러한 레이저 종류의 규정은 공업 규준 조약에 따른 것이다). Nd:YAG 레이저는 네오디뮴(Nd)이 혼입된 이트륨-알루미늄-가넷(YAG) 고상 레이징 원소로 형성된다. 본 발명의 개발 중에 다양한 레이저가 사용되어 왔는데, 1.06㎛에서 작동하는 Nd:YAG 레이저가 이러한 유리 세라믹의 경제적인 레이저 기계 가공에 요구되는 고전력 레벨에서 최적의 결과를 제공하는 것을 발견하였다.
레이저는 한 세트의 작업 변수에 따라 작업된다. 레이저는 연속파(cw) 또는 펄스 레이저일 수 있다. 어떠한 한 경우에서도, 기계 가공된 표면에 전달된 에너지는 적어도 1850 J/㎠이다. 연속파 레이저가 사용된다면, 레이저의 평균 전력은 약 500 W 내지 2000 W의 범위에 존재한다.
펄스 레이저가 사용된다면, 펄스는 양호하게는 펄스 지속 시간이 약 0.3 내지 3 msec 이고 펄스 진동수가 1초당 약 50 내지 500 펄스이며 레이저 펄스 강도가 적어도 약 3 x 10⁴W/㎠ 인 방형파 펄스이다. 과도한 표면 용융의 결과로서 발생하는 펄스에 대한 긴 꼬리부(elongated tail)를 피하기 위해서 방형파 펄스가 선호된다. 0.3 내지 3 msec 의 펄스 지속 시간은 고전력 값이 기계 가공된 표면에 전달되는 것을 허용하고, 세라믹의 레이저 기계 가공의 기술상에서 중요한 특성을 나타내고 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 5,138,130호에는 플라스마를 생성하며 기화하는 휘발성 종류를 포함하는 세라믹이 μsec 또는 nsec 범위의 훨씬 짧은 지속 시간의 펄스를 갖음으로써 기계 가공된 표면에 전달된 힘을 제한하는 Q-스위치 또는 엑시머(excimer) 레이저로 기계 가공되어야 한다는 것을 명시하고 있다.
참조 부호 44는 레이저 및 제품 블랭크가 상호 병진 운동하는 것을 나타내고 있다. 상대 운동을 수행하는 방법은 블랭크 제품의 특성에 의해 결정된다. 제4도 및 제5도는 레이저(60)와 레이돔 블랭크(20)에 대한 양호한 접근 방법을 도시하는 것으로서, 제4도는 외부면(30)의 기계 가공에 관한 것이고 제5도는 내부면(32)의 기계 가공에 관한 것이다. 각각의 경우에서, 적어도 대략적으로 원추형 및 대칭형을 이루고 있는 레이돔 블랭크는 종축(28)을 중심으로 회전되고 동시에 지지 장치 및 고정 장치에 의해 종축(28)에 평행하게 이동된다. 제4도의 외부 기계 가공에 있어서, 레이저(60)에 의해 생성된 레이저 빔(62)이 외부면(30)에 대략적으로 수직으로 부딪치도록 레이저(60)가 위치되어진다. 레이저(60)는 레이저 광학의 초점 길이에 의해 결정된 거리, 즉 본 발명의 양호한 실시예에서의 약 11.43cm(4.5 in) 정도로 외부면(30)으로부터 이격된다. 레이저(60)는 바람직한 거리를 유지하기 위해서 외부면(30)에 대해 내외측으로 이동되게 하는 케리지(도시되지 않음) 상에 장착된다. 내부면(32)의 레이저 기계 가공의 경우에서, 레이저(64)는 레이돔 블랭크(20)의 내부의 외측면에 위치되고, 레이저의 에너지는 일련의 거울과 렌즈에 의해 또는 도시된 바와 같이 내부면(32)에 인접한 바람직한 위치로 이동시켜 주는 지지 장치 (도시되지 않음) 상에 지지된 광 파이프 또는 광학 섬유 번들(66)에 의해 레이돔 블랭크(20)의 내부에 전달된다. 에너지는 양호하게는 내부면(32)에 대해 수직으로 지향된다. 바람직하게는, 레이돔 블랭크의 지지 장치 및 레이저 지지 케리지의 이동은 레이저 기계 가공에 대한 제어 가능한 공급 속도를 유지하기 위해 제어 기구(도시되지 않음)에 의해 조정된다. 레이돔 블랭크(20)는 참조 부호 46에 나타난 바와 같이 레이저를 사용하여 거칠게 기계 가공된다. 레이돔 블랭크의 이송 속도는 양호하게는 1분당 254 내지 2032cm(100 내지 800 in) 정도이다. 레이저 절단의 길이(각각의 패스에서 제거된 재료의 깊이)는 양호하게는 약 0.0508 내지 0.254cm(0.020 내지 0.100 in) 정도이다. 레이저 빔은 나선형으로 기계 가공된 표면을 따라 이동하고, 전진 속도는 인접한 패스들의 겹치는 정도를 결정한다.
제6도는 거친 레이저 가공이 완료된 후에 표면(68) 근방에서 유리-세라믹 재료를 개략적으로 도시하고 있다. 표면(68)은 상당한 표면 거칠기를 나타낸다. 또한, 변형 영역(70)이 표면(68)에서 발견된다. 영역(70)은 2가지 면에서 변형되어 있다. 첫째, 영역의 일부분은 통상적인 것보다 더 높은 비정형의 유리질 재료의 단편(fraction)을 나타내고, 둘째, 영역(70)에서의 화학적 변화가 있다.
영역(70)은 전형적으로 약 0.00508cm(0.002 in)의 두께로 이루어지고, 바람직하게는 최종적인 기계 가공 단계(48)에서 제거되어진다. 보다 양호하게는, 레이돔의 표면은 최종 기계 가공 단계에서 약 0.0254cm(0.010 in) 정도로서 참조 부호 72에 지시된 바와 같이 더 많은 재료를 제거함으로써 공기 역학적 원활성 (smoothness)을 위해 기계 가공된다.
최종 기계 가공(48)은 거친 기계 가공 단계(46)에서 사용된 고전력 레이저 기계 가공과는 다른 기술로 수행된다. 양호하게는, 레이돔 블랭크(20)의 최종 기계 가공은 모터(76)에 의해 회전되는 카보런덤 또는 다이아몬드 연마 휠(74)을 사용하여 연마함으로써 수행된다. 최종 기계 가공에서, 레이돔 블랭크는 종축(28)을 중심으로 회전되고 종축(28)에 대해 평행하게 병진 운동되며, 연마 휠 및 모터는 레이돔 블랭크에 대하여 요구되는 위치를 유지하기 위해 병진 운동된다. 최종 기계 가공에서 연마에 의해 재료를 제거하는 것은 제거되는 재료가 거의 없기 때문에 매우 신속하게 이루어지고, 레이돔 내에 유리-세라믹 재료와 동일한 구조 및 조성을 갖는 공기 역학적으로 원활한 표면을 생성한다.
본 발명은 표준 미사일 및 시험 시편에 사용되는 레이돔 유형과 함께 실시되도록 변형되었다. 제8도는 루모닉스(Lumonics) MW2000 2KW 다중파 레이저에서 레이저 빔의 에너지 강도의 함수로서㎤ 단위의 재료 제거량을 도시하고 있다. 제9도는 유리-세라믹을 기계 가공하는데 사용되는 3종류의 다른 유형의 레이저, 즉 루모닉스(Lumonics) MW2000 2KW 다중파 레이저(m wave), 루모닉스 JK704 400W 레이저(lumo) 및 EB Tech 로 부터의 Raytheon 400W 레이저(EB)에 대한 에너지 강도에 대한 인치 단위의 절단 깊이의 도표를 나타내는 도면이다. 3개의 다른 유형의 레이저를 사용함에도 불구하고, 실질적인 데이터는 에너지 강도에 대하여 선형으로 나타난다.
파이로세람(Pyroceram) 유리-세라믹의 기계 가공된 표면의 화학적 연구는 EDS에 의해 수행되었다. 거친 기계 가공(46)에 의해 생성된 변형 영역(70)은 기본 재료인 유리 세라믹에 Al, Mg 및 Ti가 농축되었음을 나타낸다. 그러나, 최종 기계 가공 단계(48)에 대응되게 재료의 약 0.00508cm(0.002 in)가 제거된 후, 표면 조성은 실질적으로 기본 재료인 유리 세라믹과 동일하다.
레이돔의 응용 장치들에서, 레이저 기계 가공이 유리 세라믹의 유전 특성들에 불리한 역효과를 초래하면, 결과적으로 레이다 성능에 불리한 역효과를 발생시키게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 레이저 기계 가공은 유리 세라믹의 유전 특성들에 불리한 역효과를 초래하지 않으므로, 레이다 성능에 불리한 역효과를 발생시키지 않는다. 유전 특성을 결정하기 위해서, 2개의 파이로세람 유리 세라믹 [각각 약 2.54cm x 5.08cm x 0.635cm (1 in x 2 in x 0.250 in)임]은 1개의 판표면 상에 레이저 기계 가공되었다. 시편들은 레이저 기계 가공된 에지 및 중심 근방에서 단편들로부터 절단되었으며, 그 시편들은 대조 시편들과 마찬가지로 레이저 기계 가공에 의해 영향을 받지 않을 것이다. 시편들은 X-밴드 트랜스미션 라인 및 8.28 또는 7.6 GHz 중의 하나에서 공명 공동에서 시험되었다. 다음의 표는 공명 공동 시험의 결과인 유전 상수(ε) 및 로스 탄젠트(loss tangent, tan δ)를 요약한 것으로서, 별표(*)가 없는 것은 8.28 GHz에서 시험된 것이고 별표가 있는 것은 7.6 GHz에서 시험된 것을 나타낸다.
레이저에 영향을 받는 모서리 근방에서 취해진 시편들의 결과는 중심 근방에서 취해진 결과와 상호 공통점이 존재한다.
그러므로, 본 발명은 유리-세라믹 제품의 기계 가공에 대한 개선된 접근 방법을 제공한다. 본 발명의 특정 실시예가 설명을 목적으로 상세하게 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 정신 및 범주에서 벗어남 없이도 다양한 개조물 및 개선물들이 만들어질 수도 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위 이외의 설명들로서 제한받지 않아야 한다.

Claims (11)

  1. 유리-세라믹 레이돔을 제조하는 방법에 있어서, 유리-세라믹 재료로 만들어지고, 종축과 내주면 및 외부면을 구비한 레이돔 블랭크를 마련하는 단계와, 1세트의 작동 매개 변수를 사용하여 고전력 레이저를 마련하는 단계와, 이송 속도에 대응되는 회전 속도로 레이돔 블랭크를 종축을 중심으로 회전시키는 단계와, 회전 단계와 동시에 고전력 레이저를 사용하여 레이돔의 거친-기계 가공 표면으로부터 유리-세라믹 재료의 거친-절단 층을 거친 기계 가공하는 단계와, 최종 기계 가공 기술에 의해 거친 기계 가공 표면으로부터 유리-세라믹 재료를 최종 기계 가공하는 단계를 포함하고, 고전력 레이저로부터의 레이저 빔의 적용점이 레이돔 블랭크의 종축에 거의 평행한 레이돔 블랭크를 따라 횡방향으로 이동하고, 거친 기계 가공 표면은 레이돔 블랭크의 내부면 및 외부면으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유리-세라믹 레이돔을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 레이돔 블랭크를 마련하는 단계는 유리질 매트릭스 내의 세라믹 결정의 혼합물을 포함하는 미세 구조를 갖는 유리-세라믹 재료로 만들어진 레이돔 블랭크를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 레이돔 블랭크를 마련하는 단계는 변형된 Mg, Al 실리케이트 혼합물로 만들어진 레이돔 블랭크를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 레이저를 마련하는 단계는 약 1.06㎛의 파장에서 작동하는 레이저를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 레이저를 마련하는 단계는 연속파 모드로 작동되는 Nd:YAG 레이저를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 레이저를 마련하는 단계는 약 500 내지 2000 W의 평균 전력치에서 Nd:YAG 레이저를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 레이저를 마련하는 단계는 약 0.3 내지 3 msec의 펄스 지속 시간과, 1초당 약 50 내지 500 펄스의 진동수 그리고 적어도 약 3 x 10⁴ W/㎠의 펄스 강도를 갖는 펄스파 모드로 작동되는 Nd:YAG 레이저를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 레이저를 제공하는 단계는 방형파 펄스형의 펄스파 모드로 작동되는 레이저를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 거친 기계 가공의 단계는 적어도 1분당 약 1㎤의 재료 제거 속도로 유리-세라믹 층들을 거친 기계 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 거친 기계 가공의 단계는 단일 패스에서 약 0.0508cm(0.020 in) 내지 0.254cm(0.100 in)의 깊이로 거친 절단층을 거친 기계 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 최종 기계 가공의 단계는 거친 기계 가공 표면으로부터 적어도 약 0.00508cm(0.002 in)의 두께로 유리-세라믹 재료로 이루어진 최종-기계 가공 층을 기계적으로 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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