KR102064697B1 - 가공 장치 및 가공 방법 - Google Patents

가공 장치 및 가공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102064697B1
KR102064697B1 KR1020187036745A KR20187036745A KR102064697B1 KR 102064697 B1 KR102064697 B1 KR 102064697B1 KR 1020187036745 A KR1020187036745 A KR 1020187036745A KR 20187036745 A KR20187036745 A KR 20187036745A KR 102064697 B1 KR102064697 B1 KR 102064697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
laser output
processing
output
head
Prior art date
Application number
KR1020187036745A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180137045A (ko
Inventor
사네유키 고야
겐지 무타
도시야 와타나베
다카시 이시데
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Publication of KR20180137045A publication Critical patent/KR20180137045A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102064697B1 publication Critical patent/KR102064697B1/ko

Links

Images

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
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • 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
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • 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
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • 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
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • 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
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • 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
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • 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
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • 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
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423—Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

보다 소형이고 높은 정밀도의 가공을 실행하는 것이 가능한 가공 장치 및 가공 방법을 제공한다. 가공 장치는 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 장치로서, 1070 ㎚ 이하의 파장인 레이저를 출력하는 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자와, 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자가 표면에 행렬 배열된 기판을 가진 레이저 출력 장치와, 레이저 출력 장치에서 출력된 레이저를 안내하는 안내 광학계와, 레이저 출력 장치의 출력을 제어하는 제어 장치를 가진다.

Description

가공 장치 및 가공 방법{PROCESSING DEVICE AND PROCESSING METHOD}
본 발명은 피가공 부재에 가공을 실행하는 가공 장치 및 가공 방법에 관한 것이다.
피가공 부재에 대하여 절단, 구멍뚫기, 표면처리, 덧붙이(cladding), 용접가공 등의 가공을 실행하는 가공 장치로서, 레이저를 이용하는 가공 장치가 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 가공 장치는 피가공 부재에 레이저를 조사함으로써 피가공 부재에 대하여 절단이나 구멍 뚫기를 실행한다. 예를 들어 본 출원인이 출원인의 특허문헌 1에는 CO2 레이저발진기 및 엑시머 레이저발진기를 구비하고, CO2 레이저빔과 엑시머 레이저빔을 2개의 레이저로서 이용하고, CO2 레이저의 레이저빔을 조사함으로써 플라스틱부재 혹은 FRP부재의 절단 또는 구멍 뚫기를 실행한 후 이어서 엑시머레이저의 레이저빔을 그 절단면 및 그 근방에 조사하여 절단면에 발생한 탄화층 혹은 열영향층을 제거하는 레이저에 의한 절단을 실행하는 가공 장치가 기재되어 있다.
또한 레이저 출력 장치로서는 기판면에 수직방향으로 빔을 출력하는 수직 공진기형 면발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser)가 제안되어 있다(특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조).
일본특허 제2831215호 공보 일본특표 제2013-504457호 공보 일본특허공개 제2002-26452호 공보
특허문헌 1은 CO2 레이저빔과 엑시머 레이저빔은 레이저를 출력하는 장치가 대형화하고, 레이저의 이용효율의 향상에 한계가 있다. 또한 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 반도체레이저의 수직 공진기형 면발광 레이저는 장치를 소형화하는 것이 가능하지만 개량의 여지가 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 보다 소형이고 고정밀도의 가공을 실행하는 가공 장치 및 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 장치로서, 1070 ㎚ 이하의 파장인 레이저를 출력하는 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자와, 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자가 표면에 행렬 배열된 기판을 가진 레이저 출력 장치와, 상기 레이저 출력 장치에서 출력된 레이저를 안내하는 안내 광학계와, 상기 레이저 출력 장치의 출력을 제어하는 제어 장치를 가진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 레이저 출력 장치를 여러 개 갖고, 여러 개의 상기 레이저 출력 장치의 레이저를 출력하는 면이 인접하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한 여러 개의 상기 레이저 출력 장치는 행렬 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한 여러 개의 상기 레이저 출력 장치는 일렬로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 장치로서, 상기 피가공 부재를 가공하는 가공 헤드와, 레이저를 출력하는 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자와, 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자가 표면에 행렬 배열된 기판을 가진 레이저 출력 장치 및 상기 레이저 출력 장치에서 출력된 레이저를 안내하는 안내 광학계를 구비하고, 상기피가공 부재를 가열하는 가열 헤드와, 상기 레이저 출력 장치의 출력을 제어하고 상기 피가공 부재의 가열을 제어하는 제어 장치를 가진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가공 헤드는 상기 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 가열 헤드는 상기 가공 헤드에 고정되어 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 안내 광학계는 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 출력된 레이저를 집광하고, 상기 피가공 부재에 조사시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 안내 광학계는 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 출력된 레이저를 집광하는 집광부와, 상기 집광부에서 집광된 레이저가 입사되어 전송하는 광파이버를 가진 것이 바람직하다.
또한 상기 레이저 출력 장치는 상기 기판을 냉각하는 냉각 기구를 가진 것이 바람직하다.
또한 상기 제어 장치는 상기 레이저 출력 장치의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자의 출력 분포를 제어하는 것이 바람직하다.
또한 상기 가공은 3차원 조형, 덧붙이, 용접, 표면처리, 구멍뚫기, 절단, 인그레이빙(engraving) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 방법으로서, 표면에 행렬 배열된 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 1070 ㎚ 이하인 파장의 레이저를 출력하고, 출력된 레이저를 안내 광학계로 안내하고, 상기 피가공 부재를 가공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 방법으로서, 표면에 행렬 배열된 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 레이저를 출력하고, 출력된 레이저를 안내 광학계로 안내하고, 상기 피가공 부재를 가열하는 것과 가공 헤드에서 상기 피가공 부재를 가공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 더욱 소형화가 가능하고, 고정밀도의 가공을 실행하는 것이 가능하다고 하는 효과를 가진다.
도 1은 가공 장치의 제1 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 가공 헤드의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 레이저 출력 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 레이저 출력 장치의 레이저 소자의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제1 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 11은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제2 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 레이저 출력 장치를 반대편에서 본 사시도이다.
도 13은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제3 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13에 나타낸 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 15는 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제4 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 16은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제5 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 17은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제6 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 18은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제7 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 19는 가공 장치의 제2 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 20은 가공 장치의 제3 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 21은 가공 장치의 제4 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 22는 가공 장치의 제5 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 23은 레이저 출력 장치의 배치 구성을 나타내는 모식도이다.
도 24는 가공 장치의 제6 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 25는 가공 장치의 처리동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
이하에, 본 발명에 관한 가공 장치 및 가공 방법의 일실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 한편 이 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것이 아니다. 예를 들어 본 실시형태에서는 판상의 피가공 부재를 가공하는 경우로서 설명하지만, 피가공 부재의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 피가공 부재의 형상은 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 또한 본 실시형태의 가공 장치는 피가공 부재에 구멍을 형성하는 가공이나 가공부재를 직선으로 절단하는 가공을 실행할 수 있다. 또한 가공 장치는 피가공 부재 상에 따른 가공위치, 다시 말해 레이저의 조사위치를 조정함으로써, 구멍이나 직선 이외의 형상, 예를 들어 굴곡점을 가진 형상, 완곡한 형상으로 하는 것도 가능하다. 또한 가공 장치가 실행하는 가공은 절단, 구멍뚫기에 한정되지 않는다. 가공 장치는 3차원 조형, 덧붙이, 용접, 표면처리, 인그레이빙 등의 가공에도 이용할 수 있다. 표면처리에는 담금질, 가열(예를 들어, 잔류응력의 제거나 금속이나 반도체 등의 결정성장을 목적으로 한 아닐링), 폴리싱, 표면세정, 도막박리 등이 포함된다. 또한 본 실시형태에서는 피가공 부재를 이동시킴으로써, 레이저와 피가공 부재를 상대적으로 이동시켰지만, 레이저를 이동시키도록 해도 되고, 레이저와 피가공 부재 양쪽을 이동시켜도 된다.
[제1 실시형태]
도 1은 가공 장치의 제1 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 가공 헤드의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3은 레이저 출력 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4는 레이저 출력 장치의 레이저 소자의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 5는 레이저 출력 장치의 냉각구성의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 가공 장치(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 가공 헤드(13)와, 이동 기구(18)와, 지지대(20)와, 제어 장치(22)를 가진다. 가공 장치(10)는 지지대(20)에 설치된 피가공 부재(8)에 레이저를 조사함으로써 피가공 부재(8)를 가공한다. 여기서 본건에서 가공 장치(10)는 피가공 부재(8)의 표면을 XY평면으로 하고, 피가공 부재(8)의 표면과 직교하는 방향을 Z방향으로 한다.
여기서 본 실시형태의 피가공 부재(8)는 판상의 부재이다. 피가공 부재(8)로서는 여러 가지 재료, 예를 들어 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표), 스테인리스, 세라믹, 강철, 탄소강, 세라믹스, 실리콘, 티탄, 텅스텐, 수지, 플라스틱, 유리, 도료가 도포된 재료 등으로 작성된 부재를 이용할 수 있다. 또한 피가공 부재(8)에는 CFRP(탄소수지강화플라스틱, Carbon Fiber Reinforced Plastics), GFRP(유리수지강화플라스틱), GMT(유리장수지강화플라스틱) 등의 수지강화플라스틱, 강철판 이외의 철합금, 알루미늄합금 등의 각종 금속, 기타 복합재료 등으로 작성된 부재도 이용할 수 있다.
가공 헤드(13)는 피가공 부재(8)에 레이저(레이저광)를 조사하여 피가공 부재(8)를 가공한다. 가공 헤드(13)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 레이저 출력 장치(42)와 안내 광학계(44)와, 케이스(46)를 가진다.
레이저 출력 장치(42)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 레이저 출력부(50)와 레이저 출력부(50)를 냉각하는 냉각 기구(52)를 가진다. 레이저 출력부(50)는 기판(54)과, 기판(54) 상에 배치된 여러 개의 VCSEL 소자(수직 공진기형 면발광 레이저 소자)(56)와, 전류 제어 회로(58)를 가진다.
기판(54)은 판상의 부재이고, 배선(57a), (57b)이 설치되어 있다. 기판(54)은 배선(59a), (59b), (59c) 및 (59d)가 설치되어 있다. 기판(54)의 배선(59a), (59b), (59c) 및 (59d)는 전류 제어 회로(58)와 접속되어 있다.
여러 개의 VCSEL 소자(56)는 기판면에 수직방향으로 빔을 출력하는 수직 공진기형 면발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자이다. VCSEL 소자(56)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 행렬상으로 배치되어 있다. 또한 VCSEL 소자(56)는 판상의 기판(54)의 표면에 설치됨으로써, 1개의 평면 상에 병렬로 배치된다.
도 4의 레이저 출력부(50)는 VCSEL 소자(56)를 5행 5열로 25개 배치하고 있다. 레이저 출력부(50)는 외측 1주에 16개의 VCSEL 소자(56)가 배선(57a)으로 직렬로 접속되고, 배선(59a)으로 전류 제어 회로(58)와 접속되어 있다. 또한 외측에서 2번째가 되는 1주에 8개의 VCSEL 소자(56)가 배선(57b)으로 직렬로 접속되고, 배선(59b)으로 전류 제어 회로(58)와 접속되어 있다. 레이저 출력부(50)는 중심에 1개의 VCSEL 소자(56)가 배선(59c)으로 전류 제어 회로(58)와 접속되어 있다. 또한 레이저 출력부(50)는 VCSEL 소자(56)의 공통전극이 배선(59d)으로 접속되어 있다.
전류 제어 회로(58)는 배선(59a), (59b), (59c) 및 (59d)으로 각 VCSEL 소자(56)에 전류를 공급하고, 각 VCSEL 소자(56)의 동작을 제어한다. 전류 제어 회로(58)는 VCSEL 소자(56)를 3종류의 배선으로 접속하고 있고, 각각의 배선으로 접속되어 있는 VCSEL 소자(56)를 연동하여 제어한다.
레이저 출력부(50)는 전류 제어 회로(58)에서 VCSEL 소자(56)에 전류를 흐르게 함으로써, 각 VCSEL 소자(56)에서 레이저를 출력시킨다.
도 4의 레이저 출력부(50)는 VCSEL 소자(56)를 5행 5열로 25개 배치한 경우를 나타내고 있으나 이것으로 한정되지 않는다. VCSEL 소자(56)는 25개보다 많아도 되고 적어도 된다. 또한 배치하는 형상은 본 실시형태와 같은 직사각형 또는 원형으로 하는 것이 바람직하지만, 임의의 형상으로 하는 것이 가능하다.
냉각 기구(52)는 동판(70)과, 동판(70) 사이에 냉각수를 순환시키는 냉각수 공급 기구(72)를 가진다. 동판(70)은 레이저 출력부(50)의 기판(54)의 VCSEL 소자(56)가 배치되어 있는 면과는 반대측의 면에 접하고 있다. 동판(70)에는 여러 개의 냉각수 통로(74)가 병렬로 형성되고, 일방의 단부에 헤더(76)가 접속되고, 타방의 단부에 헤더(78)가 접속되어 있다. 냉각수 공급 기구(72)는 헤더(76)와 헤더(78)에 접속되고, 헤더(76)에 냉각수를 공급하고, 헤더(78)에서 냉각수를 회수한다. 냉각수 공급 기구(72)는 펌프와, 배관과, 냉각수를 냉각하는 냉각부를 가진다. 배관이 헤더(76)와 헤더(78)에 접속되고 배관에 펌프와 냉각부가 연결되어 있고, 동판(70)과 펌프와 냉각부로 1개의 닫힌 유로를 형성하고 있다. 또한 냉각수 공급 기구(72)는 닫힌 유로로 하지 않고, 사용한 냉각수는 폐기하도록 해도 된다.
냉각 기구(52)는 냉각수 공급 기구(72)로 헤더(76), 냉각수 통로(74), 헤더(78)의 순서로 냉각수를 흐르게 함으로써, 동판(70)을 냉각함으로써, 기판(54)을 냉각하고 레이저 출력부(50)를 냉각한다.
안내 광학계(44)는 레이저 출력 장치(42)에서 출력된 레이저를 피가공 부재(8)로 안내하는 광학계이다. 안내 광학계(44)는 렌즈를 가지고, 레이저 출력 장치(42)에서 출력된 레이저를 집광하여 피가공 부재(8)에 조사한다. 안내 광학계(44)는 밀러나 렌즈의 조합을 이용해도 된다. 가공 헤드(13)는 레이저 출력 장치(42)에서 출력되고 안내 광학계(44)로 안내되는 레이저(L)를 피가공 부재(8)에 조사한다. 케이스(46)는 레이저 출력 장치(42)와 안내 광학계(44)를 보지한다.
이동 기구(18)는 암(30)과 암(30)을 이동시키는 구동원(32)을 가진다. 암(30)은 선단에서 가공 헤드(13)의 케이스(46)를 지지하고 있다. 구동원(32)은 암(30)을 XYZ의 3축방향에 추가하여, θ방향으로 이동시킬 수 있다. 이동 기구(18)는 구동원(32)으로 암(30)을 XYZ축방향이나 θ방향으로 이동시킴으로써, 피가공 부재(8)의 각종 위치에 레이저(L)를 조사할 수 있다. 또한 본 실시형태는 이동 기구(18)로서, 암(30)과 구동원(32)으로 가공 헤드(13)를 이동시키는 기구로 하였으나 XY스테이지, XYZ스테이지 등에서 가공 헤드(13)를 이동하는 기구도 이용할 수 있다.
지지대(20)는 피가공 부재(8)를 소정 위치에서 지지한다. 또한 가공 장치(10)는 지지대(20) 및 피가공 부재(8)를 XY방향으로 이동시키는 XY스테이지로 해도 된다. 제어 장치(22)는 각부의 동작을 제어한다.
제어 장치(22)는 레이저 출력 장치(42)에서 출력하는 레이저의 각종 조건을 조정하거나 이동 기구(18)로 가공 헤드(13)를 이동시켜 피가공 부재(8)에 대한 가공 헤드(13)의 위치를 조정한다. 가공 장치(10)는 이상과 같은 구성이다.
가공 장치(10)는 레이저 출력 장치(42)의 VCSEL 소자(56)에서 레이저(L)를 출력시킨다. 가공 장치(10)는 출력된 레이저(L)를 안내 광학계(44)로 피가공 부재(8)에 안내하고, 조사함으로써 피가공 부재(8)를 가공한다.
가공 장치(10)는 레이저를 출력하는 레이저 출력 장치(42)에 VCSEL 소자(56)를 이용함으로써 장치를 소형화 할 수 있다. 또한 가공 장치(10)는 냉각 기구(52)로 레이저 출력부(50)를 냉각함으로서, 레이저 출력부(50)의 온도상승을 억제 가능하고, 안정되어 장시간 가동시킬 수 있다. 또한 배치하는 VCSEL 소자(56)의 개수를 조정함으로써, 출력하는 레이저의 강도도 조정할 수 있다. 나아가 레이저 출력 장치(42)에서 지향성이 높은 레이저를 출력할 수 있고, 간단한 광학계로 레이저를 제어할 수 있다.
여기서 가공 장치(10)는 VCSEL 소자(56)에서 출력하는 레이저의 파장을 1070 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 피가공 부재(8)를 호적하게 가공할 수 있다. 또한 1개의 VCSEL 소자(56)는 출력을 1mW 이상 10mW 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 레이저 출력 장치(42)는 출력을 10W 이상 10kW 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 레이저 출력 장치(42)는 100W 이상 10kW 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 500W 이상 10kW 이하가 보다 바람직하다. 1개의 VCSEL 소자(56)의 출력을 1mW 이상 또한 레이저 출력 장치(42)의 출력을 10W 이상으로 함으로써, 각각의 출력을 높일 수 있고 필요한 출력을 얻기 위해 필요한 개수를 저감하는 것이 가능하다. 또한 상기의 보다 바람직한 범위로 함으로써, 필요한 출력을 얻기 위해 필요한 개수를 한층 더 저감할 수 있다. 또한 레이저 출력 장치(42)의 출력을 10kW 이하로 함으로써 장치를 소형화 할 수 있다. 구체적으로는 레이저 출력 장치(42)의 발열량을 작게 할 수 있고, 냉각 기구(52)를 작게 할 수 있으며, 장치 전체의 대형화를 억제할 수 있다. 또한 상기의 보다 바람직한 범위로 함으로써 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
또한 가공 장치(10)는 레이저를 출력하는 레이저 출력 장치(42)에 VCSEL 소자(56)를 이용함으로써, VCSEL 소자(56)마다 출력하는 레이저의 강도를 조정할 수 있고, 레이저(L)의 프로파일을 임의의 형상으로 할 수 있다. 구체적으로는, 가공 장치(10)는 제어 장치(22)에 의해 전류 제어 회로(58)에서 VCSEL 소자(56)에 공급하는 전류를 제어함으로써, VCSEL 소자(56)에서 출력되는 레이저의 강도를 제어할 수 있고, 레이저(L)의 프로파일을 임의의 형상으로 할 수 있다.
도 6은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 7은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 8은 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 9는 레이저 출력 장치의 출력 분포의 일례를 나타내는 설명도이다. 예를 들어 가공 장치(10)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 중심측과 내주측의 VCSEL 소자(56)의 출력을 동일하게 하고, 외주측의 VCSEL 소자(56)의 출력을 낮추면 도 7에 나타낸 바와 같은 톱 플랫형의 출력 분포로 할 수 있다. 이것에 의해 DOE 등의 광학소자를 이용하지 않고 톱 플랫형의 출력 분포를 형성할 수 있다. 또한 가공 장치(10)는 중심측과 외주측의 VCSEL 소자(56)의 출력을 낮추고, 중심과 외주 사이의 내주측의 VCSEL 소자(56)의 출력을 높게 하면 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같은 출력의 피크(79)가 중심에서 떨어진 위치에서 링이 되는 링형의 출력 분포로 할 수 있다. 이것에 의해 특개2012-230366호 공보에 기재되어 있는 것 같은 광학계를 이용하지 않고 링형의 출력 분포의 빛을 출력할 수 있다. 또한 가공 장치(10)는 중심측에서 외주측을 향하여 출력을 작게 함으로써, 가우시안형의 출력 분포의 빛도 출력할 수 있다.
이것에 의해 가공 장치(10)는 1개의 발광소자에서 출력되는 경우에 비하여 출력 분포의 제어가 간단해지고, 임의의 출력 분포의 레이저를 출력시킬 수 있다. 또한 본 실시형태에서는 VCSEL 소자(56)를 중심으로부터 순서대로 그룹으로 나누어 배선으로 연결하였으나 VCSEL 소자를 접속하는 패턴은 여러 종류의 패턴으로 할 수 있다.
또한 가공 장치(10)의 냉각 기구(52)는 상기 예에 한정되지 않으며 여러 가지 기구를 이용할 수 있다. 도 10~도 18을 이용하여 냉각 기구의 다른 예에 대하여 설명한다. 또한 냉각 기구는 각종 특징을 조합시키는 것도 가능하다.
도 10은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제1 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 10에 나타내는 레이저 출력 장치(42a)의 냉각 기구(52a)는 동판(70a)이 레이저 출력부(50)보다도 크다. 이와 같이 동판(70a)을 크게 함으로써, 레이저 출력부(50)의 냉각능력을 높일 수 있다.
도 11은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제2 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 12는 도 11의 레이저 출력 장치를 반대측에서 본 사시도이다. 도 11 및 도 12에 나타내는 레이저 출력 장치(42b)의 냉각 기구(52b)는 동판(70a)의 레이저 출력부(50)와는 반대측의 면에 히트싱크(80)가 설치되어 있다. 히트싱크(80)는 요철부가 형성되어 있고, 요철부가 형성됨으로써 공기와의 접촉면적이 커져 있는 공냉기구이다. 냉각 기구(52b)는 히트싱크(80)를 설치함으로써 냉각능력을 한층 더 높일 수 있다.
도 13은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제3 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 14는 도 13에 나타낸 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 13 및 도 14에 나타내는 레이저 출력 장치(42c)의 냉각 기구(52c)는 동판(70b)의 냉각수 통로(74a)가 단면이 직사각형이 되고, 레이저 출력부(50)의 전면에 형성된 1개의 유로가 된다. 이것에 의해 레이저 출력부(50)와 겹치는 부분의 면적을 보다 크게 할 수 있고, 냉각성능을 높일 수 있다. 또한 냉각수 통로(74a)는 동판(70b)과 레이저 출력부(50)의 접촉면과 직교하는 방향의 길이를 다른 방향에 비하여 짧게 함으로써, 냉각에 기여하는 면적을 유지하면서 공급하는 냉각수의 유속을 빠르게 할 수 있다.
도 15는 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제4 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 15에 나타내는 레이저 출력 장치(42d)의 냉각 기구(52d)에서는, 동판(70c)은 레이저 출력부(50)의 측면에도 접하고 있다. 다시 말해 동판(70c)은 덴트가 형성되고, 덴트에 레이저 출력부(50)가 설치되어 있다. 냉각수 통로(74b)는 동판(70c)의 측면에 대응하는 부분에도 형성되어 단면이 U자형상이 된다. 냉각수 통로(74b)는 레이저 출력부(50)에 대응하여 형성된 1개의 유로가 된다. 이것에 의해 레이저 출력부(50)와 겹치는 부분의 면적을 보다 크게 할 수 있고, 냉각성능을 높일 수 있다.
도 16은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제5 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 16에 나타내는 레이저 출력 장치(42e)의 냉각 기구(52e)는 동판(70d)에 냉각수 통로(74a)와 냉각수 통로(75)의 두 개의 냉각수 통로가 형성되어 있다. 냉각수 통로(75)는 냉각수 통로(74a)와 병렬로, 또한 레이저 출력부(50)에서 떨어진 위치에 형성되어 있다. 레이저 출력 장치(42e)는 냉각수 통로를 2개 설치함으로써 냉각성능을 높일 수 있다.
도 17은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제6 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 17에 나타내는 레이저 출력 장치(42f)의 냉각 기구(52f)는 동판(70e)과 냉각수 공급 기구(72a)가 설치되어 있다. 동판(70e)은 냉각수 통로(74c)와 헤더(76a, 78a)가 형성되어 있다. 냉각수 통로(74c)는 레이저 출력부(50)와 접하고 있는 면과 반대측의 면에 냉각수의 유입구가 형성되고, 레이저 출력부(50)와 접하고 있는 면과 직교하고 있는 4개의 면 중 대항하는 2개의 면에 냉각수의 유출구가 형성되어 있다. 헤더(76a)는 레이저 출력부(50)와 접하고 있는 면과 반대측의 면에 형성된 유입구를 연결하고 있다. 2개의 헤더(78a)는 레이저 출력부(50)와 접하고 있는 면과 직교하는 면의 2개의 면에 형성된 유출구에 각각 연결되어 있다. 냉각수 공급 기구(72a)는 헤더(76a)에서 냉각수 통로(74c)에 냉각수를 공급하고, 2개의 헤더(78a)에 배출된 냉각수를 회수함으로써 동판(70e)을 냉각한다. 이와 같이 동판(70e)의 레이저 출력부(50)와 접하고 있는 면과 반대측의 면에 냉각수의 유입구를 설치함으로써, 냉각수를 레이저 출력부(50)를 향한 방향으로 공급할 수 있다. 이것에 의해 냉각능력을 보다 높일 수 있다.
도 18은 레이저 출력 장치의 냉각 기구의 제7 변형예의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 18에 나타내는 레이저 출력 장치(42g)의 냉각 기구(52g)는 동판(70f)에 냉각수 통로(82)와 히트싱크(84)의 양쪽이 형성되어 있다. 다시 말해 냉각 기구(52g)는 레이저 출력부(50)에 냉각수 통로(82)와 히트싱크(84)의 구조의 양쪽을 구비한 동판(70f)이 설치된다. 이것에 의해 적은 부품수로 더욱 냉각성능을 높일 수 있다.
또한 상기 변형예는 각종 조합이 가능하다. 예를 들어 히트싱크를 구비하고 있지 않은 냉각 기구는 히트싱크를 구비해도 되고, 레이저 출력부(50)보다도 큰 형상으로 해도 되고, 레이저 출력부(50)와 동일한 형상으로 해도 된다.
가공 장치는 상기 실시형태에 한정되지 않고, 각종 실시형태로 할 수 있다. 이하, 도 19~도 24를 이용하여 다른 실시형태에 대하여 설명한다.
[제2 실시형태]
도 19는 가공 장치의 제2 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한 제2 실시형태의 가공 장치는 가공 헤드의 구조를 제외하고 제1 실시형태의 가공 장치(10)와 동일한 구성이다. 가공 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
가공 장치(110)의 가공 헤드(111)는 레이저 출력 장치(142)와 안내 광학계(144)와, 케이스(146)를 가진다. 가공 헤드(111)의 레이저 출력 장치(142)와 안내 광학계(144)의 일부는 케이스(146)의 외부에 배치되어 있다. 레이저 출력 장치(142)는 배치 위치 이외에는 레이저 출력 장치(42)와 동일한 구조이다.
안내 광학계(144)는 입광측집광부(144a)와, 광파이버(144b)와, 조사측집광부(144c)를 가진다. 입광측집광부(144a)는 레이저 출력 장치(142)에서 출력된 레이저를 집광하여 광파이버(144b)에 입사시킨다. 광파이버(144b)는 플렉시블한 전송기이다. 광파이버(144b)는 입사된 레이저를 조사측집광부(144c)를 향하여 조사한다. 조사측집광부(144c)는 광파이버(144b)에서 출력된 레이저를 집광하여 피가공 부재(8)에 조사한다. 조사측집광부(144c)는 콜리메이팅 렌즈와 집광렌즈를 가지고, 광파이버(144b)에서 출력된 레이저를 콜리메이트 한 후에 집광한다. 케이스(146)는 암(30)에 지지되고, 광파이버(144b)의 일부와 조사측집광부(144c)를 지지하고 있다.
가공 장치(110)와 같이 광파이버(144b)를 이용하여 레이저 출력 장치(142)에서 출력되는 레이저를 전송해도 된다. VCSEL 소자(56)를 이용하여 레이저를 출력함으로서, 발산각이 작은, 다시 말해 지향성이 높은 레이저를 출력하는 것이 가능하므로, 광파이버(144b)에 효율 좋게 입사시킬 수 있다. 이것에 의해 광파이버(144b)를 세밀하게 할 수 있고, 피가공 부재(8)에 조사하는 레이저의 품질과 집광성을 보다 높일 수 있다. 이것에 의해 가공의 정도를 더욱 높일 수 있다.
또한 가공 장치(110)는 레이저 출력 장치(142)를 케이스(146)와는 별체로 하였지만, 레이저 출력 장치(142)를 케이스(146)의 내부에 배치하고, 광파이버(144b)를 이용하여 레이저를 전송해도 된다. 이와 같이 한 경우에도 광파이버(144b)를 이용함으로써, 레이저 출력 장치(142)를 케이스(146)의 임의의 위치에 배치할 수 있고, 설계의 자유도를 높일 수 있다.
[제3 실시형태]
도 20은 가공 장치의 제3 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한 제3 실시형태의 가공 장치는 가열 헤드를 구비하고 있는 점을 제외하고, 제1 실시형태의 가공 장치(10)와 동일한 구성이다. 가공 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
가공 장치(210)는 도 20에 나타낸 바와 같이, 가공 헤드(13)와, 이동 기구(18)와, 지지대(20)와, 제어 장치(22)와, 여러 개의 가열 헤드(215)를 가진다. 가열 헤드(215)는 가공 헤드(13)와 동일하게 VCSEL 소자를 가지고, VCSEL 소자에서 출력된 레이저를 피가공 부재(8)에 조사하여, 피가공 부재(8)를 가열한다. 가열 헤드(215)의 구조는 가공 헤드(13)와 동일하므로 설명을 생략한다. 가열 헤드(215)는 가공 헤드(13)의 케이스의 주위에 배치되어 있고, 가공 헤드(13)에 고정되어 있다. 따라서 가열 헤드(215)는 가공 헤드(13)와 일체로 이동한다. 가열 헤드(215)는 가공 헤드(13)의 주위 4군데에 가공 헤드(13)의 축 주위에 등각도 간격으로 배치되어 있다.
가공 장치(210)는 가열 헤드(215)를 설치하고, 가공 헤드(13)에서 가공하는 영역 또는 가공한 영역을 가열함으로써, 가공을 보다 고정밀도로 실행할 수 있다. 또한 가공 장치(210)는 가열 헤드(215)의 레이저원으로서 VCSEL 소자를 이용하고, VCSEL 소자에서 출력된 레이저를 피가공 부재(8)에 조사하여 피가공 부재(8)를 가열함으로써, 가열 헤드(215)의 레이저 출력 장치를 포함한 부분을 소형화할 수 있고, 간단히 가공 헤드(13)와 일체화할 수 있다. 가열 헤드(215)를 가공 헤드(13)와 일체화함으로써, 얼라인먼트를 용이하게 취할 수 있고, 위치제어를 간단히 할 수 있다. 또한 가열 헤드(215)의 레이저원으로서 VCSEL 소자를 이용하고, VCSEL 소자에서 출력된 레이저를 피가공 부재(8)에 조사하여 피가공 부재(8)를 가열함으로써, 각 VCSEL 소자에서 출력하는 레이저를 각각 제어할 수 있다. 이것에 의해 조사하는 레이저를 보다 고정밀도로 제어할 수 있고, 가열을 보다 높은 정도로 실행할 수 있다. 예를 들어 톱 플랫형의 출력 분포로 하고, 균일한 가열을 실행하는 것도 일부분만의 강도를 높여 국소적인 가열을 실행할 수도 있다. 또한 VCSEL 소자를 행렬로 배치하고 펄스발진으로 레이저의 출력을 제어하여 행과 열마다 순서대로 구동함으로써, 조사하는 레이저를 주사(스캔)시킬 수도 있다.
또한 가열 헤드(215)는 본 실시형태와 같이 등간격으로 설치함으로써 가열을 보다 균일하게 가능하므로 바람직하지만 이것에 한정되지 않는다. 가열 헤드(215)는 가공 헤드(13)에 대하여 1개만 설치해도 되고, 불균일하게 배치해도 된다.
그리고 가열 헤드(215)에 VCSEL 소자를 이용하는 경우, 1개의 VCSEL 소자는 출력을 10W 이상 10kW 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 레이저 출력 장치는 출력을 50W 이상 10kW 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 함으로써 가열 헤드(215)에서 적절히 가열을 실행할 수 있다.
[제4 실시형태]
도 21은 가공 장치의 제4 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한 제4 실시형태의 가공 장치는 가공 헤드의 구조를 제외하고 제3 실시형태의 가공 장치(210)와 동일한 구성이다. 가공 장치(210)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
가공 장치(310)는 도 21에 나타낸 바와 같이, 가공 헤드(313)와, 이동 기구(18)와, 지지대(20)와, 제어 장치(22)와, 여러 개의 가열 헤드(215)를 가진다. 가공 헤드(313)는 레이저 출력 장치(312)와 광파이버(314)와, 조사헤드(316)를 가진다.
레이저 출력 장치(312)는 레이저를 출력하는 장치이다. 레이저 출력 장치(312)에는 광파이버를 매질로 이용하여 레이저를 출력하는 파이버레이저 출력 장치나 쇼트펄스의 레이저를 출력하는 쇼트펄스레이저 출력 장치를 이용할 수 있다. 파이버레이저 출력 장치로는 파브리페로형 파이버레이저 출력 장치나 링형 파이버레이저 출력 장치가 예시된다. 또한 파이버레이저 출력 장치는 연속파발진(Continuous Wave Operation)과 펄스발진(Pulsed Operation) 중 어느 하나의 방식을 이용하는 레이저 출력 장치여도 된다. 파이버레이저 출력 장치의 파이버에는 예를 들어, 희토류원소(Er, Nd, Yb)를 첨가한 실리카 글라스를 사용할 수 있다. 또한 쇼트펄스란 펄스 폭이 100피코초 이하의 펄스이다. 쇼트펄스레이저 출력 장치의 레이저의 발생원으로는 예를 들어, 티탄사파이어레이저를 이용할 수 있다.
광파이버(314)는 레이저 출력 장치(312)에서 출력된 레이저를 조사헤드(316)로 안내하는 광학계이다. 광파이버(314)는 일방의 단부가 레이저 출력 장치(312)의 레이저의 출사구와 접속되고, 타방의 단부가 조사헤드(316)에 접속되어 있다. 광파이버(314)는 레이저 출력 장치(312)에서 출력된 레이저(L)를 조사헤드(316)의 입사단을 향하여 출력한다. 또한 레이저를 안내하는 광학계는 광파이버에 한정되지 않는다. 가공 장치(310)는 레이저를 안내하는 광학계로서 밀러나 렌즈의 조합을 이용하고, 레이저를 반사, 집광 등을 함으로써 조사헤드(316)에 안내해도 된다.
조사헤드(316)는 암(30)에 지지되고, 내부에 집광광학계가 설치되어 있다. 조사헤드(316)는 광파이버(314)에서 출력되는 레이저(L)를 집광하여 피가공 부재(8)에 조사한다.
이와 같이 가공 장치(310)는 가공 헤드(313)에 VCSEL 소자 이외의 발광소자를 이용하고 있다. 이와 같이 가공 헤드(313)에 VCSEL 소자를 이용하지 않는 경우에도 가열 헤드에 VCSEL 소자를 설치하고, VCSEL 소자에서 출력한 레이저로 가열을 실행함으로써, 제3 실시형태와 동일하게 가열 헤드를 작게 하면서 가열을 고정밀도로 제어할 수 있고, 가공의 정도를 향상시킬 수 있다. 또한 제4 실시형태에서는 레이저를 조사하여 가공을 실행하는 가공 헤드를 이용하였지만, 가공 헤드를 기계가공에 의해 실행하는 기구로 해도 된다.
[제5 실시형태]
도 22는 가공 장치의 제5 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 23은 레이저 출력 장치의 배치 구성을 나타내는 모식도이다. 또한 제5 실시형태의 가공 장치는 가공 헤드(413)가 레이저 출력 장치(42)를 여러 개 구비하고 있는 점을 제외하고, 제1 실시형태의 가공 장치(10)와 동일한 구성이다. 가공 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
가공 장치(410)의 가공 헤드(413)는 도 22에 나타낸 바와 같이, 레이저 출력 유닛(442)과 안내 광학계(444)를 가진다. 레이저 출력 유닛(442)은 도 22 및 도 23에 나타낸 바와 같이 여러 개의 레이저 출력 장치(42)가 레이저의 출력면이 1개의 면이 되도록 행렬상으로 배치되어 있다. 안내 광학계(444)는 여러 개의 레이저 출력 장치(42)에서 출력된 레이저(L)를 집광하여 피가공 부재(8)에 조사한다.
가공 장치(410)는 여러 개의 레이저 출력 장치(42)에서 출력한 레이저(L)를 피가공 부재(8)에 조사함으로써, 레이저의 출력을 보다 크게 할 수 있다. 이것에 의해 보다 큰 출력으로의 가공을 실행할 수 있다. 또한 레이저 출력 장치(42)는 1개의 장치가 파이버레이저 등 보다도 작고, 용이하게 평면 상에 인접하여 배치할 수 있다.
또한 레이저 출력 유닛(442)은 레이저 출력 장치(42)의 개수를 임의의 개수로 할 수 있다. 또한 본 실시형태의 레이저 출력 유닛(442)은 레이저 출력 장치(42)를 행렬상으로 배치하고, 레이저 출력 장치(42)를 연결한 레이저의 출력면을 직사각형으로 하였지만, 원형, 타원형, 다각형 등 여러 가지 형상으로 할 수 있다.
[제6 실시형태]
도 24는 가공 장치의 제6 실시형태의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한 제6 실시형태의 가공 장치는 가공 헤드(13)가 레이저 출력 장치(42)를 여러 개 구비하고 있는 점을 제외하고, 제1 실시형태의 가공 장치(10)와 동일한 구성이다. 가공 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
가공 장치(510)의 가공 헤드(513)는 도 24에 나타낸 바와 같이, 레이저 출력 유닛(542)과 안내 광학계(544)를 가진다. 레이저 출력 유닛(542)은 도 24에 나타낸 바와 같이 여러 개의 레이저 출력 장치(42)가 레이저의 출력면이 1개의 면이 되도록 일렬로 배치되어 있다. 안내 광학계(544)는 여러 개의 레이저 출력 장치(42)가 나열하고 있는 방향으로 연장한 실린더형의 렌즈이고, 여러 개의 레이저 출력 장치(42)에서 출력된 레이저(L)를 집광하여 피가공 부재(8)에 조사한다.
가공 장치(510)는 도 24에 나타낸 바와 같이, 레이저 출력 유닛(542)의 레이저 출력 장치(42)를 일렬로 배치함으로써, 레이저를 라인형으로 조사할 수 있다. 또한 레이저 출력 장치(42)의 VCSEL 소자(56)의 출력을 제어함으로써, 레이저의 강도가 균일한 라인형의 레이저로 할 수 있다. 이것에 의해 라인형으로 실행하는 가공을 호적하게 실행할 수 있다.
이어서 도 25를 이용하여 가공 장치의 처리동작에 대하여 설명한다. 도 25는 가공 장치의 처리동작의 일례를 나타내는 플로차트이다. 또한 도 25는 가열하면서 가공을 실행하는 경우에 대하여 설명한다. 가열을 실행하지 않는 경우 가공에 관한 처리만을 실행하면 된다.
제어 장치(22)는 피가공 부재와 실행하는 가공을 특정한다(스텝 S12). 제어 장치(22)는 피가공 부재의 재료나 실행하는 가공이 3차원 조형, 덧붙이, 용접, 표면처리, 구멍뚫기, 절단, 인그레이빙 중 어느 하나이거나 또는 가공량 등을 특정한다.
제어 장치(22)는 피가공 부재와 실행하는 가공을 특정하면 가공 헤드에서 조사하는 레이저의 강도와 출력 분포를 결정하고(스텝 S14), 가열 헤드에서 조사하는 레이저의 강도와 출력 분포를 결정한다(스텝 S16). 제어 장치(22)는 스텝 S14와 스텝 S16의 처리를 병렬로 실행해도 되고 반대 순서로 실행해도 된다. 제어 장치(22)는 가공 헤드와 가열 헤드의 구동조건을 결정하면 결정한 조건에 의거하여 가공을 실행한다(스텝 S18).
이와 같이 가공 장치는 VCSEL 소자를 여러 개 가진 레이저 출력 장치를 가짐으로써, 가공 헤드, 가열 헤드에서 조사하는 레이저의 강도와 출력 분포를 간단히 조정할 수 있다. 이것에 의해 보다 높은 정도의 가공을 실행할 수 있다.
예를 들어 가공으로서 3차원 조형, 덧붙이, 용접을 실행하는 경우, VCSEL 소자를 구비하는 가열 헤드에서 조사하는 레이저로 가열을 실행함으로써, 보다 고품질인 가공을 실행할 수 있다. 예를 들어 재료를 용융하여 응고시키는 과정의 온도를 가열 헤드에서 적절히 제어함으로써, 용융부터 응고할 때까지의 냉각속도를 높은 정도로 제어할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다. 또한 VCSEL 소자를 구비하는 가공 헤드를 이용하여 상기 가공을 실행함으로써, 조사하는 레이저의 출력 분포를 호적한 분포로 할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다.
또한 가공으로서 표면처리(담금질, 가열, 폴리싱, 표면세정 등)를 실행하는 경우, VCSEL 소자를 구비하는 가열 헤드에서 조사하는 레이저로 가열을 실행함으로써, 보다 고품질인 가공을 실행할 수 있다. 예를 들어 가공 헤드에서 가공을 실행하는 주위의 온도를 가열 헤드에서 적절히 제어함으로써, 냉각속도를 높은 정도로 제어할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다. 또한 VCSEL 소자를 구비하는 가공 헤드를 이용하여 상기 가공을 실행함으로써, 조사하는 레이저의 출력 분포를 호적한 분포로 할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다.
또한 가공으로서 취성재료 혹은 취성재료를 포함하는 재료 및 적층재료의 구멍뚫기, 절단을 실행하는 경우, VCSEL 소자를 구비하는 가열 헤드에서 조사하는 레이저로 가열을 실행함으로써, 보다 고품질의 가공을 실행할 수 있다. 예를 들어 가공 헤드에서 가공을 실행하는 주위의 온도를 가열 헤드에서 적절히 제어함으로써, 열충격을 완화할 수 있고, 가공 헤드에 의한 가공, 특히 레이저가공에 의한 열충격으로 발생하는 취성재료의 크랙 또는 적층재료간의 박리를 억제할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다. 또한 VCSEL 소자를 구비하는 가공 헤드를 이용하여 상기 가공을 실행함으로써, 조사하는 레이저의 출력 분포를 호적한 분포로 할 수 있고, 가공의 품질을 보다 높일 수 있다.
또한 가공 헤드(13)는 레이저(L)의 광로를 회전축 주위에서 회전시킴으로써, 피가공 부재(8) 상의 조사위치를 회전시키도록 해도 된다. 가공 헤드(13)는 원을 그리듯이 레이저(L)의 조사위치를 이동시킴으로써, 절단 등의 가공을 호적하게 실행할 수 있다.
8: 피가공 부재
10: 가공 장치
13: 가공 헤드
18: 이동 기구
20: 지지대
22: 제어 장치
30: 암
32: 구동원
42: 레이저 출력 장치
44: 안내 광학계
46: 케이스
50: 레이저 출력부
52: 냉각 기구
54: 기판
56: VCSEL 소자
57a, 57b: 배선
58: 전류 제어 회로
59a, 59b, 59c, 59d: 배선
70: 동판
72: 냉각수 공급 기구
74: 냉각수 통로
76, 78: 헤더
80: 히트싱크

Claims (17)

  1. 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하는 가공 장치로서,
    1070 ㎚ 이하의 파장의 레이저를 출력하는 여러 개의 수직 공진기형 면발광 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자와, 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자가 표면에 행렬 배열된 기판을 가지며, 출력이 10W 이상 10kW 이하인 레이저를 출력하는 레이저 출력 장치와,
    상기 레이저 출력 장치에서 출력된 레이저를 안내하는 안내 광학계와,
    상기 레이저 출력 장치의 출력을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 제어 장치는,
    여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자를 여러 종류의 배선으로 접속하고 있고,
    각각의 상기 배선으로 접속된 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자를 연동하여 제어하는 것에 의해, 상기 레이저 출력 장치의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자의 출력 분포를 제어하고,
    상기 여러 종류의 배선은, 상기 행렬 배열된 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자를 중심으로부터 순서대로 그룹으로 나누어서 접속되어 있으며,
    또한, 상기 피가공 부재를 가공하는 가공 헤드와,
    다른 레이저를 출력하는 여러 개의 다른 수직 공진기형 면발광 레이저 소자와, 여러 개의 상기 다른 수직 공진기형 면발광 레이저 소자가 표면에 행렬 배열된 다른 기판을 가진 여러 개의 다른 레이저 출력 장치 및 상기 다른 레이저 출력 장치에서 출력된 상기 다른 레이저를 안내하는 다른 안내 광학계를 구비하며, 상기 피가공 부재를 가열하는 가열 헤드를 포함하며,
    상기 가열 헤드는 상기 가공 헤드의 케이스의 주위에 배치되고, 상기 가공 헤드와 일체로 이동하도록 상기 가공 헤드에 고정되어 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 여러 개의 다른 레이저 출력 장치의 출력을 제어하여, 상기 피가공 부재의 가열을 제어하며,
    상기 가공 헤드는 상기 피가공 부재에 레이저를 조사하고, 상기 피가공 부재에 대하여 가공을 실행하며,
    상기 여러 개의 다른 레이저 출력 장치의 레이저를 출력하는 면이 인접하여 배치되며,
    상기 여러 개의 다른 레이저 출력 장치는 행렬 배치되어 있으며,
    상기 제어 장치는,
    상기 피가공 부재와 실행하는 상기 가공을 특정하는 제 1 공정과,
    상기 가공 헤드에서 조사하는 상기 레이저의 강도와 출력 분포를 결정하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정과 병렬로 실행되고, 상기 가열 헤드로부터 조사하는 상기 다른 레이저의 강도와 출력 분포를 결정하는 제 3 공정과,
    상기 가공을 실행하는 제 4 공정을 제어하는
    가공 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안내 광학계는 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 출력된 레이저를 집광하고, 상기 피가공 부재에 조사시키는 것을 특징으로 하는
    가공 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 안내 광학계는 여러 개의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자에서 출력된 레이저를 집광하는 집광부와, 상기 집광부에서 집광된 레이저가 입사되어 전송되는 광파이버를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가공 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 출력 장치는 상기 기판을 냉각하는 냉각 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가공 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 레이저 출력 장치의 상기 수직 공진기형 면발광 레이저 소자의 출력 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는
    가공 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공은 3차원 조형, 덧붙이(cladding), 용접, 표면처리, 구멍뚫기, 절단, 인그레이빙(engraving) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    가공 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
KR1020187036745A 2014-03-31 2015-01-26 가공 장치 및 가공 방법 KR102064697B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014074055A JP2015196163A (ja) 2014-03-31 2014-03-31 加工装置及び加工方法
JPJP-P-2014-074055 2014-03-31
PCT/JP2015/052073 WO2015151562A1 (ja) 2014-03-31 2015-01-26 加工装置及び加工方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167028273A Division KR20160132098A (ko) 2014-03-31 2015-01-26 가공장치 및 가공방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180137045A KR20180137045A (ko) 2018-12-26
KR102064697B1 true KR102064697B1 (ko) 2020-01-09

Family

ID=54239905

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187036745A KR102064697B1 (ko) 2014-03-31 2015-01-26 가공 장치 및 가공 방법
KR1020167028273A KR20160132098A (ko) 2014-03-31 2015-01-26 가공장치 및 가공방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167028273A KR20160132098A (ko) 2014-03-31 2015-01-26 가공장치 및 가공방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10442032B2 (ko)
EP (1) EP3117949B1 (ko)
JP (1) JP2015196163A (ko)
KR (2) KR102064697B1 (ko)
CN (1) CN106163726B (ko)
MX (1) MX2016012804A (ko)
WO (1) WO2015151562A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016103055A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 Konrad Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN108886232B (zh) * 2015-12-25 2021-08-17 鸿海精密工业股份有限公司 线束光源及线束照射装置以及激光剥离方法
JP2017135146A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 浜松ホトニクス株式会社 レーザヘッド、及び、レーザ装置
US11095091B2 (en) * 2016-06-20 2021-08-17 TeraDiode, Inc. Packages for high-power laser devices
JP6793481B2 (ja) * 2016-06-30 2020-12-02 浜松ホトニクス株式会社 焼入れ用レーザ加工装置及び焼入れ用レーザヘッド
CN106735893B (zh) * 2016-11-29 2019-08-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种实现激光微焊接的方法
KR102550104B1 (ko) * 2016-12-09 2023-06-30 엠파워 테크놀로지 인코포레이티드 고성능 태양 전지, 이의 어레이 및 제조 방법
DE102017002822A1 (de) 2017-03-23 2017-10-12 Daimler Ag Verfahren zur Kurzzeitwärmebehandlung eines Leichtmetallgussbauteils, sowie Leichtmetallgussbauteil
US10471542B1 (en) * 2017-06-27 2019-11-12 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Cladding and freeform deposition for coolant channel closeout
JP6749308B2 (ja) * 2017-12-04 2020-09-02 Dmg森精機株式会社 レーザ積層造形装置及びレーザ積層方法
US11769843B1 (en) * 2019-07-30 2023-09-26 Hrl Laboratories, Llc Photonic integrated module with metal embedded chips
DE102020107800A1 (de) 2020-03-20 2021-09-23 Carl Zeiss Ag Fertigungsvorrichtung zur additiven fertigung eines objekts und verfahren zum additiven herstellen eines objekts
KR102305655B1 (ko) * 2020-03-27 2021-09-27 한양대학교 에리카산학협력단 레이저 패턴이 형성된 충돌부재 및 그 제조 방법
US20220176495A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 Lawrence Livermore National Security, Llc System and method for radius of curvature modification of optical plates and lenses by irradiation with optical energy

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305620A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Research Foundation For Opto-Science & Technology レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2012004227A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザ装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05329674A (ja) 1992-05-28 1993-12-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd 光軸調整方法およびそれに用いる光軸調整装置
JP2831215B2 (ja) 1992-11-13 1998-12-02 三菱重工業株式会社 レーザによる切断、穴あけ加工方法
JP3713725B2 (ja) * 1994-09-28 2005-11-09 富士ゼロックス株式会社 半導体レーザ装置、その製造方法およびその駆動方法
JP3213882B2 (ja) * 1997-03-21 2001-10-02 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及び加工方法
US5991318A (en) 1998-10-26 1999-11-23 Coherent, Inc. Intracavity frequency-converted optically-pumped semiconductor laser
ES2283149T3 (es) * 1998-10-26 2007-10-16 Coherent, Inc. Dispositivos de laser semiconductores de bo,beo optico con cavidad externa, de alta potencia.
JP2002026452A (ja) 2000-07-12 2002-01-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 面発光型光源及びその製造方法、レーザ加工機用光源
WO2003080283A1 (fr) * 2002-03-26 2003-10-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de positionnement de faisceau laser destine a un appareil laser
JP2004191564A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Mitsubishi Electric Corp 光路変換コネクタ
JP2004230458A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd レーザー加工装置
JP5105944B2 (ja) * 2007-04-16 2012-12-26 パナソニック株式会社 レーザ装置
JP2009094308A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Fuji Xerox Co Ltd 半導体発光モジュール
KR101453878B1 (ko) * 2008-08-07 2014-10-23 삼성디스플레이 주식회사 평판 표시장치의 제조방법
EP2478602B1 (en) * 2009-08-20 2014-12-10 Koninklijke Philips N.V. Laser device with configurable intensity distribution
WO2011033418A1 (en) * 2009-09-15 2011-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. A method of heating a preform, a driving arrangement, a preform heating system and a computer program
US10124410B2 (en) * 2010-09-25 2018-11-13 Ipg Photonics Corporation Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
CN103155308B (zh) * 2010-10-18 2016-06-01 新日铁住金株式会社 激光装置以及具备该激光装置的激光加工装置
US9696035B2 (en) 2010-10-29 2017-07-04 General Electric Company Method of forming a cooling hole by laser drilling
JP2013171892A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Ricoh Co Ltd 光学センサ及び画像形成装置
DK2972479T3 (da) * 2013-03-13 2020-11-30 Ipg Photonics Canada Inc Fremgangsmåder og systemer til beskrivelse af laserbearbejdningsegenskaber ved at måle keyholedynamik ved hjælp af interferometri

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305620A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Research Foundation For Opto-Science & Technology レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2012004227A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
MX2016012804A (es) 2016-12-14
WO2015151562A1 (ja) 2015-10-08
EP3117949A4 (en) 2017-08-23
JP2015196163A (ja) 2015-11-09
CN106163726A (zh) 2016-11-23
KR20180137045A (ko) 2018-12-26
US10442032B2 (en) 2019-10-15
EP3117949A1 (en) 2017-01-18
KR20160132098A (ko) 2016-11-16
CN106163726B (zh) 2019-10-11
EP3117949B1 (en) 2020-09-09
US20170182590A1 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102064697B1 (ko) 가공 장치 및 가공 방법
Schulz et al. Manufacturing with novel high-power diode lasers
JP6231684B2 (ja) 工作機械のためのレーザ切断ヘッド
WO2010123068A1 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
WO2011071886A1 (en) Laser machining and scribing systems and methods
US10967574B2 (en) Laser additive manufacturing apparatus and laser additive manufacturing method
JP2016112609A (ja) レーザ切断装置およびレーザ切断方法
JP6069280B2 (ja) ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法
CN111515526A (zh) 一种多光束加工装置及加工方法
JP5510806B2 (ja) レーザ加工方法
Ostendorf et al. Ablation of metals and semiconductors with ultrashort pulsed lasers: improving surface qualities of microcuts and grooves
JP2016081994A (ja) ダイレクトダイオードレーザ発振器
JP2016078073A (ja) ダイレクトダイオードレーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するダイレクトダイオードレーザ加工装置
KR100773667B1 (ko) 광섬유를 광전송 및 가공 도구로 사용하는 레이저 에칭방법및 그 장치
JP2005158902A (ja) レーザダイオードアレイ、レーザ発振器及びレーザ加工装置
EP2902148B1 (en) High density galvo housing for use with multiple laser beams ; galvo system and laser beam processing system with such housing
Timmermann et al. Intensity increasing up to 4 MW/cm2 with BALB's via wavelengths coupling
JP2016221579A (ja) ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法
JP2003154477A (ja) レーザ切断方法および装置
JP2015199117A (ja) レーザ加工装置
JP6444053B2 (ja) レーザ受光装置及びレーザ加工ユニット
JP5944963B2 (ja) レーザ加工ヘッド及びレーザ加工機
JP6937865B2 (ja) ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法
Alsaddah Multi-laser powder bed fusion using 808 nm sources
RU2689346C1 (ru) Способ лазерной резки тонколистового углепластика

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant