KR20110131172A - 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

재료를 천공하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110131172A
KR20110131172A KR1020117018276A KR20117018276A KR20110131172A KR 20110131172 A KR20110131172 A KR 20110131172A KR 1020117018276 A KR1020117018276 A KR 1020117018276A KR 20117018276 A KR20117018276 A KR 20117018276A KR 20110131172 A KR20110131172 A KR 20110131172A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet material
hole
solid sheet
laser
source
Prior art date
Application number
KR1020117018276A
Other languages
English (en)
Inventor
브라이언 험프레이스
Original Assignee
카브 어드밴스드 테크놀로지스 리미티드
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 카브 어드밴스드 테크놀로지스 리미티드 filed Critical 카브 어드밴스드 테크놀로지스 리미티드
Publication of KR20110131172A publication Critical patent/KR20110131172A/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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
    • 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
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
    • 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
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
    • B23K26/0846—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
    • 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
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C21/00—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
    • B64C21/02—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow by use of slot, ducts, porous areas or the like
    • B64C21/06—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow by use of slot, ducts, porous areas or the like for sucking
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/16—Bands or sheets of indefinite length
    • 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
    • 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
    • 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
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • 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
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

레이저 빔 복사로 고체 시트 재료(1)에 홀을 생성하는 장치가 개시되어 있으며, 상기 장치는 레이저 복사 소오스; 상기 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 고체 시트 재료(1)의 표면에 충돌시켜 사용중에 상기 시트 재료 내부에 홀들이 형성되도록 하는 포커싱 장치(11); 및 상기 고체 시트 재료(1)를 유지하기 위한 고정 기구(7);를 포함하며, 상기 고정 기구(7)는 사용된 상기 시트 재료(1)를 아치 형상으로 유지하도록 구성되어 있다. 또한, 그러한 아치형 구조를 이용하여 고체 시트 재료에 홀을 생성하는 방법이 개시되어 있다.

Description

재료를 천공하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORATING MATERIAL}
본 발명은 레이저 빔 복사에 의해 고체 재료, 특히 고체 판금 재료에 구멍을 천공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들어 항공우주 부품용인 알루미늄 및 티타늄 합금, 스테인리스강 또는 다른 금속 또는 복합 시트 재료에 마이크로홀을 천공하는 것에 관한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
소정의 항공기용 항공우주 부품과 관련하여 효과적으로 항력을 저감하기 위하여, 표면 위에서의 층류를 개선함으로써 항력이 저감되도록, 항공기 날개 및 꼬리 날개면 선단 엣지와 같은 부품의 시트 구조에 대형 마이크로홀 어레이들을 천공하는 것이 알려져 있다. 통상적으로, 홀들은 두께가 1밀리미터 또는 그 이상일 수 있는 알루미늄 및 티타늄 합금 시트에 수십 미크론의 직경을 필요로 한다.
대형 어레이들과 지속적인 공정관리에 대한 필요성으로 인하여, 레이저 빔 복사에 기초한 천공 장치 및 방법이 개발되었다. 예를 들면, 엑시머 레이저 또는 Nd-YAG를 이용한 레이저 천공 기술이 공지되어 있다. 적당한 지지 프레임 상에 시트 재료가 장착되고, 레이저 소오스 천공 수단이 예를 들어 컴퓨터 제어하에서 예를 들어 상기 지지 프레임의 이동에 의해 소정의 어레이 패턴으로 상기 시트에 대해 2차원으로 인덱싱된다. 빔은 보통 일반적으로 표면에 집중적으로 조사된다. 입사빔의 에너지는 국소적인 삭마(ablation) 및/또는 기화로 재료를 제거하여 소정의 마이크로홀 어레이를 생성한다.
완성된 홀의 특징적 형상 및 특히 관통 프로파일은 특히 시트 두께, 빔 에너지, 빔 품질 및 빔 초점 특성 및 일시적 에너지 분포에 따라 좌우된다. 하나의 영역 어레이에 일정하게 제어된 관통 프로파일을 생성하기 위해서는, 빔 초점의 일정한 제어가 중요하게 된다. 특히 레이저 소오스와 시트 표면 간의 거리에 대한 철저한 제어를 유지하거나 및/또는 상기 레이저 소오스와 시트 표면 간의 거리에서의 변화를 수용하도록 레이저 소오스의 초점을 제어하는 것이 바람직하게 되었다.
특히, 고체 재료의 레이저 충돌면 상에 천공 프로세스에서 생성된 폐기물과, 이를 처리하는 방식이 상술한 것과 관련하여 문제가 될 수 있다. 통상적으로, 이는 천공되는 영역 부근의 재료 표면에 압력하에서 전달되는 가스 스트림에 의해 분산될 수 있으며, 이에 따라 그 부근으로부터 삭마되거나 및/또는 기화된 재료를 제거하고 및/또는 가공 헤드에 파편이 없도록 한다. 또한, 상기 가스는 홀이 생성되었을 때 시트의 이면으로부터 재료를 배출시키고, 재료를 다시 흡인하여 홀을 폐쇄하도록 하는 표면 장력을 억제한다. 상기 가스 스트림은 아르곤과 같이 통상적으로 고가인 불활성 가스이다.
가스 스트림은 시트 표면에 영향을 준다. 이는 시트 표면을 움직이거나 및/또는 휘어지게 할 수 있다. 레이저와 움직이는 시트 표면 간의 거리가 정확하게 유지되기 어렵기 때문에, 이는 일정한 홀 생성을 위해 요구되는 정확한 초점 유지를 더 어렵게 만들 수 있다. 특히 공기 유동 응용분야에 있어서, 홀의 크기, 분포 및 공기 유동 특성은 성능에 중요하다. 따라서, 초점의 일관성이 중요하다. 초점 제어를 유지하여야 하는 필요성은 가스 스트림 유동이 프로세스의 율속인자(rate limiting part)가 될 수 있다는 것을 의미한다.
아울러, 아르곤과 같이 상대적으로 고가인 불활성 가스를 사용하여야 한다는 것은 프로세스를 고비용으로 만들 수 있다.
따라서, 적어도 전술한 문제점 중 하나 또는 그 이상을 저감하고, 홀 직경의 일관성, 관통 프로파일 및 분포를 실용적으로 제어하며, 및 산업분야에서 실용적인 비용으로 대형 홀 어레이를 실용적인 시간에 천공할 수 있는 레이저 빔 복사로 고체 재료에 구멍을 천공하기 위한 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 레이저 빔 복사로 고체 시트 재료에 홀을 생성하는 장치로서,
레이저 복사 소오스;
상기 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 고체 시트 재료의 표면에 충돌시켜 사용중에 상기 시트 재료 내부에 홀들이 형성되도록 하는 포커싱 장치; 및
상기 고체 시트 재료를 유지하기 위한 고정 기구;를 포함하며,
상기 고정 기구는 사용된 상기 시트 재료를 아치 형상으로 유지하도록 구성되어 있다.
종래 기술의 천공 장치에서, 상기 시트는 평탄하게 유지되며, 평탄한 시트와 시트의 표면에 충돌하도록 통상적으로 조사되는 레이저 빔 간의 상대 운동이 재료의 레이저 삭마 및/또는 기화에 의해 천공된 홀들로 이루어진 패턴을 생성하도록 이용된다. 홀을 형성하기 위한 동일한 일반적 원리가 사용중 본 발명의 장치에 의해 활용된다. 그러나, 상기 시트는 홀을 형성하기 위한 상기 고정 기구에 장착되었을 때, 평탄한 평면 구조 대신 아치형상을 갖도록 유지된다.
주어진 시트 재료 및 시트 두께에 있어서, 아치형 배열은 단순한 평면 배열보다 더 큰 강성을 시트에 부여하는 경향이 있다. 이러한 추가적 강성은 시트 재료가 홀 형성 과정에서 휘어지려는 경향을 감소시킬 수 있다. 이는 압력하에서 재료의 표면에 전달되는 가스 스트림에 의해 상기 프로세스로 인해 발생된 폐기물이 분산되고 및/또는 수집되는 경우에 특히 유리하다. 상기 아치형 시트 구조에 의해 제공되는 추가적 강성은 상기 가스 스트림의 영향으로 시트가 움직이거나 휘어지려는 경향을 감소시킬 수 있다. 보다 견고한 구조로 장착하여 재료가 움직이거나 휘어지려는 경향을 감소시키는 것은, 시트 표면과 레이저 소오스 간의 거리에 대한 보다 정확한 제어의 유지를 용이하게 함으로써, 보다 정확하고 일정하게 빔 초점을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 아치형 구조는, 홀을 생성하는 대체로 원통형인 표면 주위를 냉각하는 동안 용융된 재료의 수축에 의해 유발될 수 있는, 시트 평면에서의 인장 응력의 증가로 인한 버클링 및 그와 관련된 "오일 캐닝(oil canning)"을 억제한다. 잠재적으로, 보다 일정하게 천공된 홀들이 생성된다. 잠재적으로, 초점 일관성의 과다한 소실, 및 그에 따른 홀 크기, 형상 및 특성의 일관성을 과다하게 소실하지 않고 신속한 처리율이 가능하다.
또한, 시트 재료가 완전 평면인 경우보다 아치형 구조로 유지되는 배열이 주어진 시트 크기에 대하여 상당히 더 소형이며, 예를 들어 주어진 장치가 차지하는 공간을 줄일 수 있는 부가적인 장점을 제공한다.
천공된 홀들은 시트 재료의 두께, 즉 시트 재료의 최소 크기를 관통하여 형성된다. 이는 다양한 방식으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 시트 재료의 장축선에 실질적으로 수직한 방향으로 레이저 복사 빔을 전달하도록, 또는 시트 재료의 정점의 접선에 대하여 10 내지 90도 범위의 각도로 레이저 복사 빔을 전달하도록 레이저 복사 소오스가 배치되어 사용될 수 있다.
대안적으로, 상기 고정 기구는 시트 재료의 두께에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 상기 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 전달할 수 있도록 상기 레이저 복사 소오스에 대하여 사용된 시트 재료를 유지하도록 구성될 수 있으며, 또는 상기 소오스로부터 전달가능한 레이저 복사 빔에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 가해지는 휨력에 의해 아치형 구조로 사용된 시트 재료를 유지하도록 구성될 수 있다.
상기 고정 기구는 시트 재료를 아치형 구조로 유지하도록 구성되며, 상기 시트 재료는 더 이상 평면으로 나타나지 않고, 그 대신 적어도 한 방향으로 연속적으로 휘어진 곡면을 사용중에 나타낸다. 상기 고정 기구는 사용중에 시트가 그 형상을 유지하기에 충분하도록 맞물리는 적어도 수개의 고정점을 규정한다. 예를 들어, 사용되는 시트 표면은 원통형 표면 또는 그 일부로 구성된다. 예를 들어 및/또는 그 고정점들은 원통형 드럼 또는 그 일부를 규정할 수 있다. 특히 바람직한 구성에 있어서, 상기 원통형 표면 또는 그 일부는 원형 실린더의 표면이지만, 단순한 평면 구조보다 더 큰 강성을 제공하는 임의의 연속적인 곡선이 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않고 고려될 수 있다. 대안적 구성에 있어서, 상기 고정점들은 시트 재료가 통과하여 이송될 수 있는 가이드 형태이다.
일반적으로, 철면(凸面)이 레이저 가공 헤드에 제공된다(즉, 홀 형성을 위해 장착되었을 때, 고체 재료의 충돌면이 볼록하다). 그러나, (예를 들어, 실린더의 내부와 같이) 요면을 천공하는 것도 가능하다. 일반적으로, 상기 포커싱 장치가 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 고체 시트 재료의 표면에 충돌시킴으로써, 상기 재료 내부에 홀들이 상기 표면에 대하여 국소적으로 실질적으로 법선 방향으로 사용중에 형성되도록, 상기 고정 기구와 레이저 소오스가 병치(倂置)되는 것이 바람직하지만, 항상 그러한 것은 아니며, 임의의 다른 각도가 바람직할 수도 있다.
바람직하게, 상기 고정 기구는 시트 표면의 서로 다른 부분들이 레이저 복사에 선택적으로 제공될 수 있도록 장축선을 중심으로 회전가능하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 고정 기구는, 레이저 빔이 시트 표면의 서로 다른 영역에 선택적으로 충돌할 수 있도록 하기 위하여, 시트 표면과 레이저 소오스 간의 상대 운동과 특히 인덱싱 운동이 가능하도록, 상기 레이저 소오스와 상호작용가능하게 바람직하게 장착된다. 예를 들어, 상기 고정 기구는 빔 방향에 대하여 수직한 평면에서 적어도 한 방향으로 레이저 소오스와의 상대 운동이 가능하도록 상기 레이저 소오스와 상호작용가능하게 바람직하게 장착된다. 더 바람직하게, 상대 운동은 예를 들어 2개의 직교 방향으로 빔 방향에 대하여 수직한 평면을 가로질러 이루어질 수 있다. 따라서, 바람직한 예에서, 상기 고정 기구의 회전과 빔 방향에 대하여 수직한 xy 평면에서의 상대 운동은 함께 시트 표면의 서로 다른 부분이 레이저 복사에 대해 선택적으로 제공될 수 있도록 함으로써 적당한 홀 어레이를 생성한다.
아울러, 바람직하게, 상기 고정 기구와 레이저 소오스는 빔 방향에 대하여 평행한 z방향으로 그들 사이의 상대적 거리의 변화를 허용할 수 있도록 상대적으로 장착된다. 예를 들어, 이러한 운동은 가공 표면에 빔을 집속하기 위해 사용될 수있다. 통상적으로, 초점 거리 자체는 변화하지 않는다. 초점 렌즈의 위치를 움직이거나(레이저 빔이 시준됨), 또는 렌즈가 레이저에 대해 상대적으로 고정된 경우에는 레이저 대 피가공물의 전체 거리를 변화시킴으로써, 집속이 이루어진다.
바람직하게, 상기 장치는, 소오스와 표면의 거리를 변화시키기 위하여, 빔 방향에 대하여 평행한 방향으로 및/또는 시트 표면의 서로 다른 영역을 선택적으로 그리고 연속적으로 프로세싱에 제공하도록 하는 상기 고정 수단의 회전을 통하여, 및/또는 예를 들어 빔 방향에 대하여 수직한 한 쌍의 직교 방향으로 상기 레이저 소오스와 상기 고정 기구(및 그에 따라 시트 표면) 간의 상대 운동을 유발하는 구동 수단을 더 포함한다.
상기 고정 기구와 레이저 소오스의 상대 운동을 유발하여, 공지 방식으로 다수의 마이크로홀로 이루어진 소정의 패턴을 천공하도록, 상기 구동 수단을 제어하기 위한 적당한 제어 수단이 제공될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 고정 기구는 시트 재료의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 장치로부터 착탈가능하다. 이는 예를 들어 시트가 드럼 상에 로딩된 상태로 유지될 수 있도록 함으로써, 홀 천공 전후의 다른 제조 프로세스를 가능하게 한다.
바람직하게, 상기 레이저 소오스는 천공될 고체 시트 재료의 표면 상에 펄스형 복사를 전달하도록 채용된다.
적당한 레이저 소오스는 Nd-YAG 레이저를 포함한다.
단일의 소오스가 고체 시트 재료의 표면에 충돌하는 단일 집속빔을 전달하기 위해 관련 포커싱 장치와 함께 채용될 수 있거나, 예를 들면 빔 스플리터에 의해, 예를 들어 단일의 작동으로 복수의 홀을 천공하기 위해 복수의 빔을 제공하도록 채용될 수 있다.
바람직하게, 천공되는 상기 고체 시트 재료는 금속성이며, 예를 들면, 티타늄 또는 알루미늄 합금, 또는 스테인리스강이다.
바람직하게, 상기 장치는 천공 프로세스에 의해 생성되는 폐기물을 분산 및/또는 수집하기 위한 수단을 더 포함한다. 바람직하게, 상기 수단은 홀이 천공되는 공간 주위의 고체 재료의 표면에 압력하의 가스 제트를 취입(吹入)하기 위한 가스 제트 소오스를 포함한다. 바람직하게, 상기 가스 제트 소오스는 아르곤 소오스와 같은 불활성 가스 소오스이다. 상기 가스 제트 소오스는 먼저 재료의 표면을 세척하고, 및/또는 레이저 장치에서 파편을 제거하며, 궁극적으로 천공된 홀에 유입되어 그로부터 파편을 제거한다.
예를 들면, 상기 가스 제트에 혼입된 폐 천공 재료를 수집 및 추출하는 수단을 제공하기 위하여, 상기 시트 재료의 표면 및/또는 관통 패스에 충돌한 후의 가스 제트로부터 가스를 수집하기 위한 가스 수집 시스템이 제공될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 상기 가스 수집 시스템은 재활용을 위해 가스를 재순환시키도록 채용된다.
특히 바람직한 실시예에서, 상기 장치는 실질적으로 유체적으로 격리된 환경을 규정하는 환경 인클로져를 포함한다. 이는 상술한 재순환 프로세스를 가능하게 하고, 및/또는 천공 과정에서 재료의 레이저 삭마 및/또는 기화에 의해 생성되는 파편의 오염에 영향을 미침으로써 프로세스를 더 깨끗하게 만든다. 주어진 시트 영역에 있어서, 상기 아치형 구조는 본래 보다 더 소형화될 수 있고, 따라서 이 방식으로 보다 용이하게 수용될 수 있다는 점이 본 발명의 장치에 의해 시트가 유지되는 아치형 배열의 특별한 장점이다.
이와 같이 견고한 유체 격납이 절대적으로 필요하지는 않다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 본 발명에 관련된 레이저 천공 프로세스는, 완전 불활성 분위기가 요구되거나 또는 진공이 요구되는 프로세스의 방식으로 특수하게 제어되고 격리된 환경하에서 실시되지는 않는다. 작업 공간을 상당한 정도로 격리하는 인클로져도 장점을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 레이저 빔 복사로 고체 시트 재료에 홀을 생성하는 방법으로서,
상기 시트 재료를 아치형 구조로 유지되도록 고정 장치에 장착하는 단계; 및
상기 고체 재료의 표면을 레이저 복사 빔으로 조사하여 상기 재료의 삭마 및/또는 기화에 의한 관통 홀을 천공하는 단계;를 포함한다.
실제에 있어서, 상술한 단계들은 복수의 홀 어레이를 천공하기 위해 다수회 반복된다.
상기 고체 재료를 관통하여 천공된 홀은 시트 재료의 최소 크기, 즉 그 두께를 관통한다. 이를 실현하기 위하여, 레이저 복사 빔은 시트 재료의 장축선에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 전달될 수 있고, 상기 레이저 복사 빔은 시트 재료의 정점의 접선에 대하여 10 내지 90도 범위의 각도로 전달될 수 있으며, 상기 시트 재료는 레이저 복사 빔이 시트 재료의 두께에 대하여 실질적으로 평행하게 전달되도록 유지될 수 있거나, 상기 시트 재료는 레이저 복사 빔에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 가해지는 휨력에 의해 아치형 구조로 유지될 수 있다.
바람직하게, 상기 레이저 소오스는 고체 재료 표면의 다수의 다중 위치에 연속적으로 충돌하여 복수의 홀들을 천공할 수 있는 펄스형 레이저 복사의 소오스를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 복수의 홀을 천공하기 위한 각각의 천공 단계 사이에 레이저 소오스와 시트 표면이 상대 운동하는 단계를 더 포함한다. 특히 바람직하게, 상기 상대 운동 단계는, 예를 들어 상기 고정 수단 및/또는 상기 소오스를 움직임으로써, 상기 소오스로부터의 레이저 빔의 방향에 대해 수직한 평면에서 적어도 하나의 방향 및 바람직하게는 2개의 직교 방향으로의 상대 운동을 포함한다. 부가적으로 또는 선택적으로, 상대 운동은 고정수단의 회전을 포함한다. 홀들은 재료가 운동중이거나, 상기 레이저에 대해 정지되었을 때 모두 천공될 수 있다.
바람직하게, 상기 상대 운동은 항상 레이저 복사가 표면에 실질적으로 수직한 방향으로 고체 시트 재료의 표면에 충돌하도록 이루어진다.
바람직하게, 상기 방법은 천공되는 공간 주위의 고체 재료의 표면에서 압력하의 가스 제트를 취입(吹入)함으로써 폐기물을 분산 및/또는 수집하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 가스는 불활성 가스이며, 예를 들면 아르곤이다. 바람직하게, 상기 방법은, 가스 스트림에 혼입된 폐 천공 재료를 추출하기 위한 목적 및/또는 가스를 재생하기 위한 목적에서, 상기 재료의 표면에 충돌한 이후의 가스 제트를 수집하는 단계를 더 포함한다.
특히, 상기 방법은 전술한 장치의 작동 방법이며, 상기 장치에 대한 설명을 참조하여 유추함으로써 상기 방법의 바람직한 추가적 특징을 이해할 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에서, 상기 장치는 동적 초점 조절 수단을 포함하고, 상기 방법은 동적 초점 조절 단계를 포함한다.
예를 들어, 본 실시예에서, 상기 장치는,
- 고체 재료의 표면과 레이저 복사 소오스에 고착된 관계의 한 점 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 기구; 및
- 상기 거리 측정 기구에 의해 얻어진 거리 측정값에 기초하여 레이저 빔을 집속시키기 위해 빔 초점을 동적으로 조절하는 제어 수단;을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 레이저 복사 소오스에 고착된 관계의 한 점은 레이저 복사 소오스를 포함하는 가공 헤드 상의 한 점이다. 예를 들어, 상기 헤드는 하우징을 포함하며, 사용될 때 고체 재료 충돌면을 향하게 되는 상기 하우징의 표면의 적어도 일부는 저점착성 또는 오염 방지 재료 및/또는 유전성 재료로 이루어지고, 상기 하우징 상의 고정점과 고체 재료의 표면 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 기구가 채용된다.
본 실시예에 따르면, 전도성 하우징과 가공되는 고체 재료 시트 간의 용량 결합이 거리 측정에 이용되지 않는다. 그대신, 상기 소오스 및 예를 들어 하우징 상의 고정점과 사용된 시트 재료 표면 간의 거리를 측정할 수 있도록, 상기 소오스와 고착된 관계, 예를 들어 가공 헤드의 하우징과 연관된 별도의 거리 측정 기구가 대용(代用)된다. 이러한 거리 측정은 예를 들어 소오스와 표면 간의 거리를 포함하여 포커싱 변수를 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 상기 제어 수단이 작용하도록 채용된다.
바람직하게, 사용중 상기 충돌면을 향하게 되는 적어도 상기 하우징의 전방부는 저점착성 또는 오염 방지 재료로 이루어지고, 및/또는 오염 방지 마감된다. 상기 하우징 또는 마감재는 전기 전도성이 낮은 유전 재료로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 레이저 충돌면 측의 적어도 전방부, 및 선택적으로 전체 하우징이 PTFE, HDPE와 같이 접착 계수가 낮은 고분자 재료로 제조되거나, 이러한 재료로 도포 마감된 표면을 갖는다. 작은 면적의 PTFE 전방부를 구비한 가공 헤드가 특히 바람직하다.
상기 거리 측정 기구는 소오스에 대한 고정점으로부터의 거리를 측정하도록 구성된다. 바람직하게, 상기 거리 측정 기구는 상기 고정점으로부터 상기 표면까지의 거리를 직접 측정하는 수단을 포함한다.
하나의 가능한 대안에 있어서, 상기 거리 측정 기구는 기계적 거리 탐지기일 수 있다.
다른 가능한 대안에 있어서, 상기 거리 측정 기구는 상기 표면으로부터 되돌아오는 투사 신호의 감도에 기초한 원격 거리 탐지기일 수 있다. 예를 들어, 상기 거리 측정 기구는 레이저 거리 탐지기와 같은 광 거리 탐지기일 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 상기 기구는 초음파 거리 탐지기와 같은 음향 거리 탐지기일 수 있다. 그러한 각각의 경우에서, 상기 기구에 의해 신호는 사용중 가공되는 재료의 표면을 향하여 투사되고, 반사된 신호는 거리를 표시하기 위해 사용된다.
바람직하게, 상기 거리 측정 기구는 소오스 및 예를 들어 그 하우징에 대하여 고정되고, 예를 들어, 상기 하우징 위에 설치되거나, 그와 함께 일체로 형성된다.
본 실시예에서 유추하면, 상기 방법은,
- 상기 고체 재료의 표면과 상기 복사 소오스에 고착된 관계의 한 점 사이의 거리를 측정하는 단계; 및
- 상기 소오스로부터 전달되는 레이저 복사 빔으로 상기 고체 재료의 표면을 조사하는 단계로서, 상기와 같이 얻어진 거리 측정값에 따라 상기 빔이 집속되는 단계;를 더 포함한다.
따라서, 본 실시예에서의 상기 방법은 가공되는 재료의 표면으로부터 직접 거리 측정값을 구하는 단계 및 이 측정값을 이용하여 충돌하는 레이저 빔의 초점을 동적으로 조절하는 단계를 포함함으로써, 상기 거리 측정값을 반영하여 초점을 조절하고, 특히 일정한 초점으로 일정한 홀의 형성을 보장한다. 상기 방법은 예를 들어 필요한 경우 소오스와 재료 표면 간의 거리를 변화시킴으로써 초점을 조절하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 장치는 천공된 홀의 특성을 모니터링하는 수단과, 이를 피드백하여 프로세스 변수를 변화시키는 수단을 포함하며, 상기 방법은 그러한 피드백에 기초한 프로세스 변수 조절 단계를 포함한다.
예를 들어, 본 실시예에서, 상기 장치는,
- 사용되는 시트 재료의 표면에 입사되는 빔의 출력, 지속시간 및 초점 등을 적어도 포함하는 입사빔과 관련된 프로세스 변수를 제어하는 제어 모듈;
- 각각의 홀이 생성될 때, 홀의 프로파일 및/또는 기류 거동 등과 관련된 홀 특성 데이타를 얻기 위해 채용된 홀 모니터; 및
- 홀 특성 데이타를 수신하는 데이타 링크, 소정의 프로파일/기류 등과 관련된 목표 데이타와 홀 특성 데이타를 비교하는 비교기, 및 홀 특성이 목표 홀 특성 데이타와 밀접하게 상관되게 상기 제어 모듈이 프로세스 변수를 변화시키도록 상기 비교에 기초한 제어 신호를 상기 제어 모듈에 출력하는 제어 신호 출력부를 포함하는 피드백 모듈;을 더 포함한다.
따라서, 상기 실시예에 따르면, 홀 프로파일 및/또는 홀을 통과하는 기류와 같은 홀 특성의 직접 측정이 인프로세스로 이루어지며, 이에 따라 상기 시스템은 시스템으로의 직접 피드백에 의해 후속 홀의 홀 특성이 목표 특성 데이타에 보다 근접하도록 후속 홀이 형성될 수 있게 한다. 더 일반적인 배치 홀 천공 및 배치 검사법에 비하여, 상기 프로세스는 제조과정에서 상당히 연속적이며 상당히 가변적이다.
바람직하게, 상기 홀 모니터는 생성된 각 홀에 빛을 통과시키고 그에 의해 홀 프로파일에 대한 정보를 얻는 광 송수신기를 포함한다. 예를 들어, 상기 광 송신기는 레이저와 같은 결맞춤 소오스이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 홀 모니터는 홀에 음향 신호를 통과시키고 그에 의해 홀 프로파일에 대한 정보를 얻는 음향 송수신기를 포함한다. 바람직하게, 모든 경우에서, 홀 프로파일에 대한 정보는 입구 직경, 출구 직경, 시트 두께에서 가장 좁은 지점의 정도, 및 관통 두께 방향에서의 프로파일 중 하나 또는 그 이상을 포함한다.
부가적으로 또는 대안적으로, 홀 모니터는 형성된 홀에 전달되는 가스 유동의 소오스, 및 상기 표면에 입사된 기류가 충돌한 후 및/또는 그와 같이 형성된 홀을 통과하는 가스 유량을 결정하는 가스 유량계를 포함한다. 따라서, 상기 가스 유동 소오스 및 유량계는 홀의 기류 특성에 대한 데이타를 직접적으로 얻는다. 상기 가스 유동 소오스는 전술한 바와 같이 파편을 제거/수집하도록 제공된 불활성 가스 유동 소오스일 수 있다. 대안적으로, 별도의 테스트 가스 유동 소오스가 제공될 수 있다.
바람직하게, 상기 홀 모니터는 예를 들어 공용 가공 헤드 내에 상기 레이저 소오스 및 포커싱 시스템과 함께 위치되며, 및/또는 상기 소오스 및 포커싱 시스템의 하우징 위에 설치되거나, 그와 함께 일체로 형성된다.
본 실시예에서 유추하면, 상기 방법은
- 홀 생성에 후속하여, 상기 홀의 프로파일 및/또는 홀의 기류 거동 등과 관련된 적어도 하나의 홀 특성을 측정하는 단계;
- 상기 홀 특성을 목표 홀 특성과 비교하는 단계; 및
- 상기 비교의 결과를 피드백하여 후속 홀을 천공할 때 상기 레이저 빔의 프로세스 변수를 제어함으로써, 후속 홀의 특성이 목표 홀 특성 데이타에 보다 더 근접하도록 하는 피드백 단계;를 더 포함한다.
특히, 바람직하게, 상기 제어 단계에서 제어되는 프로세스 변수들은 적어도 사용된 시트 재료의 표면에 입사되는 빔의 출력, 지속 시간 및 초점과 일시적 에너지 분포로부터 선택된다. 따라서, 후속하는 홀의 특성들은, 후속 홀의 특성이 목표 홀 특성 데이타에 보다 더 근접하도록, 상기 프로세스 변수들의 제어에 의해 변화될 수 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 단지 예로서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 레이저 천공 헤드 및 피가공물의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예를 도시하며, 도 1의 헤드 및 피가공물과 통합된 더 완성된 시스템의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 피가공물 지지체의 대안적 실시예의 개략도이고,
도 4는 본 발명의 피가공물 지지체 구조에 대한 실시예를 도시한 사시도이며,
도 5는 천공된 홀 어레이의 예시적 패턴을 도시한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예는 많은 부품들이 통상의 레이저 천공 시스템의 것과 유사한 레이저 천공 헤드(11)를 도시하고 있다.
도시된 실시예에서, 예를 들어 1064㎚ 파장에서 작동하는 Nd-YAG 레이저 소오스를 포함하는 결맞춤 레이저 복사 소오스(13)는 적절한 펄스 레이트와 펄스 에너지로 펄싱될 수 있는 레이저 광 빔(15)을 발생시킨다. 포커싱 시스템(17)은 피가공물(1)의 선택된 영역으로 빔을 집속한다.
도시된 실시예에서, 상기 피가공물(1)은 항공우주 합금 재료 시트를 포함하며, 공칭적으로 동일한 마이크로홀들로 이루어진 복수의 어레이를 천공하기에 바람직하다. 본 실시예에서 또는 일반적으로, 통상의 마이크로홀들은 약 10 내지 100㎛, 및 더 바람직하게는 50㎛ 미만의 공칭 직경을 가질 수 있다. 이러한 마이크로홀 어레이는, 시트가 항공우주 구조에 사용될 때, 예를 들면, 시트를 가로지르는 층류를 변형시키는 수단으로서 사용된다. 따라서, 상기 시트는 예를 들면 적당한 알루미늄 또는 티타늄 우주항공 합금으로 이루어진다. 그러나, 이 피가공물은 오직 설명을 위한 것일 뿐이며, 상기 장치는 그러한 재료에 그 응용가능성이 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 빔이 시트 재료(1)의 표면(3)에 집속됨으로써, 레이저 삭마 및/또는 기화에 의해 일반적으로 공간(5) 영역에서 시트로부터 재료를 제거하여 전술한 바와 같은 마이크로홀들을 상기 시트에 생성하게 된다. 상기 레이저는 펄스형 레이저 소오스이며, 적절한 레이트로 펄싱된다. 이는 피가공물의 표면을 가로질러 홀 어레이를 위와 같이 연속적인 작동으로 생성하기 위해 피가공물(1)과 헤드(11)의 인덱싱 상대 운동과 함께 이용될 수 있다. 대안적으로, 피가공물이 운동하는 중에 피가공물이 천공될 수 있다.
상기 레이저 소오스(13)와 포커싱 수단(17)은 하우징 벽체(21)에 의해 헤드(11) 내에 함께 조밀하게 조합된다. 상기 하우징 벽체(21)의 전면(23)은 집속된 빔(15)이 통과하여 가공물(1)로 조사될 수 있는 환형 관통부를 포함한다. 상기 환형 관통부는, 피가공물의 표면에 충돌하여 상기 표면으로부터 파편을 제거하고 및/또는 가공 헤드의 전방부(23)에 파편이 축적되지 않도록 하기 위하여, 아르곤 가스 제트가 통과하여 방출되는 노즐을 추가적으로 규정한다. 도시된 바와 같은 구성에서, 홀 천공의 시작 단계에서, 상기 제트는 화살표(25)와 같이 파편을 제거한다. 그 후, 천공 프로세스에서, 상기 제트는 홀을 통과함으로써 홀 세척을 보조할 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 헤드 하우징의 적어도 환형 전방 노즐부(23)는 PTFE와 같은 저점착성 고분자 재료로 제조된다. 이러한 저점착성 고분자 재료는 가공 헤드의 전방부에 천공 파편이 성장하는 것을 용이하게 억제할 수 있다. 이러한 재료는 유전성 재료이기 때문에, 레이저 절단 장치와 흔히 함께 사용되는 방식으로 예를 들어 포커싱을 보조하기 위해, 작동 중에 동적으로 거리를 측정하는 수단으로서 헤드와 피가공물 간의 용량 결합을 이용하는 것은 가능하지 않다. 따라서, 도시된 실시예에서 대안으로서, 예를 들어 단순한 레이저 거리 탐지기(27) 형태의 광학 측정 장치가 제공되며, 이는 가공 헤드와 피가공물 간의 거리를 결정하기 위하여 천공될 공간 부근의 피가공물의 표면에 복사 계측 빔을 조사할 수 있다. 상기 측정 장치는 노즐 내부에 수용되거나, 그 외부에 배치되거나, 노즐 내부에 부분적으로 수용될 수 있다.
상기 천공 프로세스는, 입사 천공 레이저 빔의 반사, 홀 부근에서 기화된 금속 및 가스의 플라즈마로부터의 배출, 및 홀로부터 용융된 분출물로부터의 배출을 포함하여, 수개의 소오스로부터 강력한 광을 발생시킨다는 것을 이해하여야 한다. 이 광은 본 실시예의 레이저 거리 탐지기(27)와 같은 광학 거리 측정 장치 또는 다른 광학 장치들의 정확한 작동을 방해할 수 있다. 이에 대응하는 한가지 방법은 상기 광학 측정 장치의 작동을 입사 천공 레이저 빔이 작용하지 않는 기간와 동기시키는 것이다.
예를 들어, 한가지 가능한 방법에 있어서, 상기 광학 측정 장치의 작동은 각각의 홀을 천공하는 사이에 발생하는 "암기(dark periods)"와 동기된다. 이는 상기 측정 장치의 스위칭 및/또는 "명기(bright periods)"에 광학 차폐물을 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 광학 차폐물은 (영화 프로젝터에 사용된 회전 셔터와 같이) 기계적이거나 (LCD 필터/셔터와 같이) 전자적일 수 있다. 이 수단들 모두가 측정 장치의 응답 특성에 따라 요구될 수 있다.
대안적인 방법은 레이저가 작동하지 않는 상태에서 천공될 열(row)의 궤적(locus)을 스캔하고, 표면 위치(거리)를 상기 열을 따른 위치의 함수로서 저장하고, 그 다음, 이 데이타를 사용하여 레이저가 작동하여 천공할 때 2차 스캔 운동하는 동안 포커스 기구를 제어하는 것이다.
다른 형태의 거리 측정을 예상할 수 있다. 예를 들어, 기계적 또는 음향적 거리 탐지기가 헤드와 연관되어 사용될 수 있다. 대안적으로, 피가공물 지지체(7)와 가공 헤드(11) 사이의 상대 운동을 유발하는 엑츄에이션 수단(도 2 참조)과 거리 측정 시스템이 연관될 수 있으며, 또는 어떤 부가적인 레지스트레이션(registration) 또는 측정 시스템이 이 거리를 다르게 측정하기 위해 채용될 수 있다. 피가공물의 거리를 측정하는 또 다른 방법은 공극 계측에 기초한 장치를 사용하는 것이다. 이는 별도의 장치일 수 있으며, 또는 계측 수단의 일부로서 노즐 및 그와 관련된 가스 제트를 이용할 수 있다.
모든 경우에서, 본 실시예에 따르면, 소오스(13)에 대해 상대적으로 고정된 (및 구체예에서 가공 헤드에 고정된) 기준 데이타와 피가공물(1)의 표면(3) 간의 거리에 대한 능동 측정을 제공하는 것을 목적으로 한다. 프로세스에서 이 거리에 대한 동적 측정은 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명된 바와 같이 동적 초점 제어를 가능하게 한다.
도시된 실시예에서, 동적 인프로세스 제어의 다른 양태는 천공되었을 때 각각의 천공된 홀 또는 홀들의 그룹의 특성을 관측 판독하도록 채용된 유닛(29)에 의해 제공된다. 도시된 실시예에서, 상기 유닛(29)은 천공되었을 때 홀을 통한 가스 유동(25)의 유동 특성을 모니터링하는 유량계 장치를 포함한다. 천공된 홀의 유동 특성을 다른 방식으로 모니터링 할 수 있거나, 그들의 차원 프로파일을 측정할 수 있는 다른 모니터링 장치들이 부가적 또는 선택적 수단으로서 고려될 수 있다.
도 1의 헤드와 피가공물을 통합하는 시스템이 도 2의 개략도에 보다 상세하게 도시되어 있다.
먼저, 도 2에서 피가공물(1)이 피가공물 지지체(7) 상에 지지되어 있음을 알 수 있다. 상기 피가공물 지지체(7)는 원통형 드럼 구조를 포함하며, 이 때문에 상기 피가공물(1)은 유사한 원통 방식으로 장착된다. 주어진 지지 수준에서, 이러한 방식으로 장착된 시트는 단순한 평면 시트의 경우보다 본래 더 큰 강성을 갖기 때문에, 압축된 제트(25)의 충돌에 대해 휘어지거나 변형되는 경향이 작다. 또한, 냉각하는 동안 용융된 재료의 수축의 결과로서 시트 평면에서의 인장 응력의 증가로 인한 버클링 및 그와 관련된 "오일 캐닝"을 억제하는 경향이 있다.
구성요소들은 외부 환경으로부터 적어도 도시된 부품들을 주로 격리하도록, 특히, 적당한 가스 수집 및 재순환 장치(미도시)에 의해 상대적으로 고가인 아르곤 세척 가스가 재순환할 수 있도록 된 환경 인클로져(9) 내부에 실질적으로 봉입된다. 재순환 프로세스에서, 천공 프로세스로부터 발생한 파편을 제거하기 위해 상기 가스가 세척될 수 있다. 이러한 격리는 가스 낭비를 줄이고, 외부 환경의 오염을 줄인다. 상기 인클로져의 다른 장점은 정상 작동중 레이저 복사에 사람이 노출되는 것을 방지한다는 것이다. 이는 안전 기능이며, 커버가 제거되었을 때를 제외하고 눈 및 신체 보호장구를 착용할 필요가 없도록 한다.
또한, 도 2는 사용되는 제어 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
피가공물 지지체(7)와 천공 헤드(11)는 적당한 장착 프레임(미도시)에 의해 상호작용가능하게 함께 장착됨으로써, 그들 사이에 상대 운동이 가능하고, 적어도 레이저 빔의 방향에 수직한 xy평면에서 인덱싱 상대 운동이 가능하며, 헤드와 피가공물 사이의 z방향에서 거리의 변화가 가능하도록 한다. 기계적 구동 수단(31,32)은 헤드와 지지체를 각각 제어한다. 상기 구동 수단중 어느 하나 또는 모두가 x, y 또는 z 방향에서의 운동을 허용할 수 있다. 상기 지지체 구동 수단(32)은 지지체(7)의 회전을 허용할 수 있다. 상기 레이저 헤드 구동 수단(31)은 레이저의 기울어짐을 허용할 수 있다.
또 다른 제어 수단(35,36)이 레이저 빔을 제어한다. 소오스 제어 수단(36)은 예를 들어 펄스 레이트와 파워 출력을 제어함으로써, 레이저 소오스 자체를 제어한다. 통상적인 레이저 천공 응용분야에 적당한 펄스 레이트는 20 내지 200㎐, 예를 들어 50㎐일 수 있으며, 적당한 파워 출력은 펄스당 1J일 수 있다. 초점 제어 수단(35)은 포커싱 시스템(17)을 제어한다. 상기 제어 수단들은 중앙처리장치 내의 제어 모듈(42)의 제어하에 있다.
도시된 실시예에서, 상기 제어 시스템에 대한 프로세싱 중에 이루어진 측정으로부터의 피드백으로서, 상기 제어 수단들에 의해 설정된 프로세스 변수의 인프로세스 제어가 제공된다. 본 실시예에서, 이는 도시된 두가지 방식으로 이루어진다. 각각의 천공 동작에 있어서, 거리 검출기(27)로부터의 데이타와 유량계(29)로부터의 데이타가 피드백 모듈(40)로 전달된다. 상기 피드백 모듈(40)은 이를 소정의 프로세싱 변수에 대한 기준 데이타와 비교하여 중앙 프로세스 제어기(42)에 보정 명령을 제공하고, 상기 중앙 프로세스 제어기는 다양한 제어 수단(31,32,35,36)에 작용하여 필요에 따라 제어 변수를 조절함으로써 연속적으로 천공된 홀들이 바람직한 특성을 갖도록 보장한다.
상기 장치가 소정의 어레이를 프린트할 수 있도록, 예를 들어, 소정의 홀 분포 및 형상에 대한 기준 프로세스 변수가 저장될 수 있는 데이타 레지스터(44)가 제공된다. 상기 레지스터의 다른 용도는 프로세스에 대한 룩업 데이타를 제공하는 것일 수 있다.
예를 들어, 적당한 하드웨어와 소프트웨어를 결합하고 자동 입력과 사용자 입력을 제어하는 단계들을 결합하는 임의의 적당한 형태의 제어 모듈 및/또는 피드백 모듈 및/또는 프로세스 변수 데이타 레지스터가 고려될 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈 및/또는 피드백 모듈 및/또는 프로세스 변수 데이타 레지스터는 적절하게 프로그램된 범용 또는 전용 컴퓨터와 같이 적절하게 프로그램된 데이타 프로세싱 장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법에서 기계로 판독가능한 적당한 명령 또는 코드 세트에 의해 수치 또는 데이타 프로세싱 단계가 실시될 수 있음을 일반적으로 이해할 수 있을 것이다. 상기 기계로 판독가능한 명령은 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 또는 특정된 단계를 실시하기 위한 수단을 생성하도록 된 다른 프로그램가능한 데이타 프로세싱 장치에 로딩될 수 있다.
상기 기계로 판독가능한 명령은 컴퓨터 또는 특정 방식으로 기능하도록 된 다른 프로그램가능한 데이타 프로세싱 장치에 명령할 수 있는 컴퓨터 판독가능한 매체 내에 또한 저장될 수 있으며, 이에 따라, 컴퓨터 판독가능한 매체 내에 저장된 명령은 본 발명의 방법에서 수치 또는 데이타 프로세싱 단계의 일부 또는 전체를 실시하도록 하는 명령 수단을 포함한 제조물을 생성한다. 또한, 컴퓨터 프로그램 명령이 컴퓨터 또는 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 실시할 수 있는 기계를 생성하는 다른 프로그램가능한 장치에 로딩될 수 있으며, 이에 따라, 상기 명령은 상기 컴퓨터 또는 본 발명의 방법에서 수치적 단계들의 일부 또는 전체를 실시하기 위한 단계들을 제공하는 다른 프로그램가능한 장치에서 실행된다. 하나의 단계가, 그러한 단계를 실행하기 위한 장치의 수단이 내부에 구성되어 있으면, 전용 하드웨어 및/또는 컴퓨터 명령의 임의의 적절한 조합에 의해 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 피가공물(1)의 대안적 지지 구조가 도시되어 있다.
도 3a에 도시된 지지 구조에서, 피가공물 지지체(7)는 원통형 드럼 구조를 포함한다. 그러나, 피가공물(1)이 도 2의 구성에서와 같이 원통형 드럼 구조 주위를 실질적으로 감싸는 대신, 상기 피가공물(1)이 원통형 드럼을 부분적으로 감싸면서 천공 위치에서 아치형 구조로 유지된다.
도 3b에 도시된 구성에서, 천공 위치의 상류와 하류에 추가적인 원통형 드럼 구조(70a,70b)가 채용된다.
대안적 구성으로서, 원통형 드럼 구조 대신, 상기 피가공물 지지체는 천공 위치에서 아치형 구조로 피가공물을 유지하도록 배열된 복수의 롤러(80)를 포함한다. 상기 롤러(80)의 위치는 피가공물이 도 3a에 도시된 것과 유사한 프로파일을 갖도록, 또는 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다.
다른 구성으로서, 상기 피가공물 지지체는 천공 위치에서 아치형 구조로 피가공물(1)을 유지하도록 채용된 가이드(90)를 포함한다. 상기 천공 위치의 상류 또는 하류에서 피가공물(1)을 지지하기 위한 추가적인 지지체가 필요하다면, 추가적인 가이드(90a,90b)가 도시된 바와 같이 채용될 수 있다.
천공 위치에서 아치형 구조로 피가공물을 유지할 수 있는 다양한 대안적인 피가공물 지지 구조가 가능하며, 상술한 구성은 그러한 구조중의 일예라는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
주어진 지지 수준에서, 상기 피가공물은 천공 위치에서의 아치형 구조로 인해 단순한 평면 시트의 경우보다 본래 더 큰 강성을 갖기 때문에, 천공 위치에서 피가공물의 표면 전체가 지지될 필요가 없다. 피가공물에 대한 지지는 도 3b의 피가공물 지지 구조에 대응하는 도 4에 도시된 바와 같이 엣지에서만 필요하다. 피가공물을 엣지에서만 지지한다는 것은 레이저 소오스 또는 유량계 또는 다른 센서들의 접근을 제한할 수 있는 장애물이 피가공물의 양면에 없다는 것을 의미한다.
생성될 수 있는 어레이의 몇가지 예가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 도 5a는 일정한 간격의 사각형 어레이의 단순한 배열의 예이다. 도 5b는 2개의 분리된 영역이 표면에 규정되어 있고 그 내부에 별개의 어레이 패턴이 제공된 배열을 도시하고 있다. 이들을 단지 개략적이며 예시적인 것으로 보아야 한다. 특히, 대부분의 홀들이 제어된 열 간격과 각 열을 따라 제어된 홀 간격으로 천공되도록, 어레이에 2차원 체계, 예를 들어 사각형 또는 육각형 패턴을 제공하는 것이 바람직한 경우가 있을 수 있는 반면, 특별히 필요한 경우를 제외하고, 일반적으로 그러한 패턴을 생성하기 위해 모든 열에서 홀들의 정렬을 제어할 필요는 없다. 따라서, 도시된 바와 같이 임의의 주어진 실제 패턴 영역 내에 동일한 수의 홀들이 있을지라도, 열대열 정렬에 관한 한, 보다 전형적인 패턴은 무작위적일 수 있다.

Claims (28)

  1. 레이저 빔 복사로 고체 시트 재료에 홀을 생성하는 장치로서,
    레이저 복사 소오스;
    사용시 홀들이 형성되어질 고체 시트 재료의 표면 상으로 상기 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 충돌시키는 포커싱 장치; 및
    상기 고체 시트 재료를 유지하기 위한 고정 기구;를 포함하며,
    상기 고정 기구는 사용시 상기 고체 시트 재료를 아치 형상으로 유지하도록 구성되어 있는,
    홀 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 복사 소오스는, 사용시 고체 시트 재료의 장축선에 실질적으로 수직한 방향으로 레이저 복사 빔을 전달하도록 배치되는,
    홀 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 복사 소오스는, 사용시 고체 시트 재료의 정점의 접선에 대하여 10 내지 90도 범위의 각도로 레이저 복사 빔을 전달하도록 배치되는,
    홀 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 고체 시트 재료의 두께에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 상기 소오스로부터의 레이저 복사 빔을 전달가능하도록 사용시 상기 레이저 복사 소오스에 대하여 고체 시트 재료를 유지하도록 구성된,
    홀 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 상기 소오스로부터 전달가능한 레이저 복사 빔에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 가해지는 휨력에 의해서 사용시 고체 시트 재료를 아치형 구조로 유지하도록 구성된,
    홀 생성 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 사용시 고체 시트 재료를 원통형 표면 또는 상기 원통형 표면의 일부의 형태로 유지하도록 구성된,
    홀 생성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 원통형 드럼 또는 상기 원통형 드럼의 일부로 구성된,
    홀 생성 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 기구는 가이드를 포함하는,
    홀 생성 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고체 시트 표면의 상이한 부분들이 레이저 복사에 대하여 선택적으로 제공될 수 있도록, 상기 고정 기구가 장축선을 중심으로 회전가능하게 장착된,
    홀 생성 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 빔이 고체 시트 표면의 상이한 영역에 선택적으로 충돌할 수 있도록 하기 위해, 고체 시트 표면과 레이저 소오스 간의 상대 운동이 가능하도록, 상기 고정 기구가 상기 레이저 소오스와 상호작용가능하게 장착된,
    홀 생성 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    빔 방향에 대하여 평행한 방향으로 고정 기구 및 레이저 소오스 간의 상대적인 거리가 변화될 수 있도록, 상기 고정 기구가 상기 레이저 소오스와 상호작용가능하게 장착된,
    홀 생성 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고체 시트 재료의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 장치로부터 상기 고정 기구가 착탈가능한,
    홀 생성 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 소오스는 천공될 고체 시트 재료의 표면 상에 펄스형 복사를 전달하도록 구성된,
    홀 생성 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 소오스는 Nd-YAG 레이저인,
    홀 생성 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부에 홀이 형성되고 있는 공간 근방에서 고체 시트 재료의 표면을 가로질러 압력하에서 가스 제트를 취입하기 위한 불활성 가스 제트 소오스를 더 포함하는,
    홀 생성 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실질적으로 유체적으로 격리된 환경을 규정하는 환경 인클로져를 더 포함하는,
    홀 생성 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고체 시트 재료의 표면 및 레이저 복사 소오스에 고착된 관계에 있는 한 점 간의 거리를 측정하는 거리 측정 기구; 및
    상기 거리 측정 기구에 의해 얻어진 거리 측정값에 기초하여 레이저 빔을 집속시키기 위해 빔 초점을 동적으로 조절하는 제어 수단;을 더 포함하는,
    홀 생성 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시 예를 들어 고체 시트 재료의 표면에 입사되는 빔의 출력, 지속시간 및 초점을 적어도 포함하는 입사빔과 관련된 프로세스 변수를 제어하는 제어 모듈;
    각각의 홀이 생성될 때, 예를 들어 홀의 프로파일 및/또는 기류 거동과 관련된 홀 특성 데이타를 얻도록 구성된 홀 모니터; 및
    홀 특성 데이타를 수신하는 데이타 링크, 예를 들어 희망되는 프로파일/기류 와 관련된 목표 데이타와 상기 홀 특성 데이타를 비교하는 비교기, 그리고 홀 특성이 목표 홀 특성 데이타와 더 가깝게 상관되게 상기 제어 모듈이 프로세스 변수를 변화시키도록 상기 비교에 기초한 제어 신호를 상기 제어 모듈에 출력하는 제어 신호 출력부를 포함하는 피드백 모듈;을 더 포함하는,
    홀 생성 장치.
  19. 레이저 빔 복사로 고체 시트 재료에 홀을 생성하는 방법으로서,
    상기 고체 시트 재료를 아치형 구조로 유지되도록 고정 장치에 장착하는 단계; 및
    상기 고체 시트 재료의 표면을 레이저 복사 빔으로 조사하여 상기 고체 시트 재료의 삭마 및/또는 기화에 의한 관통 홀을 천공하는 단계;를 포함하는,
    홀 생성 방법.
  20. 고체 시트 재료에 복수의 홀을 천공하는 방법으로서,
    홀들의 복수의 어레이를 천공하기 위해 제 19 항에서의 방법 단계들을 다수회(a large plurality of times) 반복하는 것을 포함하는,
    복수의 홀 천공 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 레이저 복사 빔이 고체 시트 재료의 장축선에 실질적으로 수직한 방향으로 전달되는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 레이저 복사 빔이 고체 시트 재료의 정점의 접선에 대하여 10 내지 90도 범위의 각도를 이루며 전달되는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
  23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 고체 시트 재료의 두께에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 상기 레이저 복사 빔이 전달되도록 상기 고체 시트 재료가 유지되는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
  24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    레이저 복사 빔에 대하여 실질적으로 평행한 방향으로 가해지는 휨력에 의해서 상기 고체 시트 재료가 아치형 구조로 유지되는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 시트 재료의 표면의 복수의 다중 위치에서 펄스형 레이저 복사가 연속적으로 충돌하여 상기 복수의 홀을 천공하는,
    복수의 홀 천공 방법.
  26. 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 홀을 천공하기 위해서 각각의 천공 단계 사이에 레이저 소오스와 시트 표면을 상대 운동시키는 단계를 더 포함하는,
    복수의 홀 천공 방법.
  27. 제 19 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 시트 재료의 표면과 상기 복사 소오스에 대하여 고착된 한 점 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 단계; 및
    상기 소오스로부터 지향되는 레이저 복사 빔으로 상기 고체 시트 재료의 표면을 조사하는 단계로서, 상기 거리 측정 단계에서 얻어진 거리 측정값에 따라 상기 레지저 복사 빔이 집속되는 단계;를 더 포함하는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    홀 생성에 후속하여, 적어도 하나의 홀 특성을 예를 들어 상기 홀의 프로파일 및/또는 상기 홀의 기류 거동과 관련된 특성을 측정하는 단계;
    상기 홀 특성을 목표 홀 특성과 비교하는 단계; 및
    상기 비교의 결과를 피드백하여 후속 홀을 천공할 때 상기 레이저 빔의 프로세스 변수를 제어함으로써, 후속 홀의 특성이 목표 홀 특성 데이타에 보다 더 근접하도록 하는 피드백 단계;를 더 포함하는,
    홀 생성 방법 또는 복수의 홀 천공 방법.
KR1020117018276A 2009-01-22 2010-01-20 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법 KR20110131172A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0901002.6A GB2467296B (en) 2009-01-22 2009-01-22 Apparatus and method for perforating material
GB0901002.6 2009-01-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167036365A Division KR20170002695A (ko) 2009-01-22 2010-01-20 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110131172A true KR20110131172A (ko) 2011-12-06

Family

ID=40446146

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167036365A KR20170002695A (ko) 2009-01-22 2010-01-20 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법
KR1020117018276A KR20110131172A (ko) 2009-01-22 2010-01-20 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167036365A KR20170002695A (ko) 2009-01-22 2010-01-20 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8969759B2 (ko)
EP (1) EP2389270A1 (ko)
JP (1) JP2012515654A (ko)
KR (2) KR20170002695A (ko)
BR (1) BRPI1007890B1 (ko)
GB (1) GB2467296B (ko)
WO (1) WO2010084345A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010038259B4 (de) * 2010-10-19 2013-02-07 4Jet Sales + Service Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Gravieren eines flexiblen Bands
DE102011115819B4 (de) * 2011-10-13 2013-07-04 Premium Aerotec Gmbh Nietvorrichtung, Verfahren und zugehörige Verwendung zur Bewerkstelligung einer Mehrzahl von Nietungen entlang der Oberfläche eines Werkstückes
US10399171B2 (en) 2015-01-29 2019-09-03 Messer Cutting Systems Inc. Systems and methods for cutting a plow bolt hole with a cutting torch
US10487665B2 (en) * 2015-02-11 2019-11-26 Rolls-Royce Corporation Acoustic breakthrough detection
CN104760085B (zh) * 2015-04-23 2016-05-18 北京航空航天大学 一种应用于自动进给钻上的快速定位装置
US9969030B2 (en) * 2016-05-12 2018-05-15 Pacesetter, Inc. Laser drilling of metal foils for assembly in an electrolytic capacitor
KR20190120598A (ko) 2018-04-16 2019-10-24 (주)포인트엔지니어링 마이크로 led 흡착체를 포함하는 마이크로 led 전사 시스템
CN113226630A (zh) 2018-09-28 2021-08-06 合成燃料美国公司 用于切割物品并形成过滤管的激光切割系统
CN109811289B (zh) * 2019-02-27 2020-11-06 中国科学院宁波工业技术研究院慈溪生物医学工程研究所 表面改性钛合金及其制备方法和应用

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US437736A (en) * 1890-10-07 Universal-joint coupling for pipes
JPS4944155B1 (ko) * 1967-07-26 1974-11-26
US3742182A (en) * 1971-12-27 1973-06-26 Coherent Radiation Method for scanning mask forming holes with a laser beam
GB1474505A (ko) * 1974-12-16 1977-05-25
US4507535A (en) * 1975-12-12 1985-03-26 American Brands, Inc. Method and apparatus for perforating material
US4377736A (en) * 1981-08-14 1983-03-22 General Electric Company Method and apparatus for removing material from a surface
JPS60187492A (ja) * 1984-02-21 1985-09-24 Mitsubishi Electric Corp レ−ザビ−ムによる加工装置
US4761534A (en) * 1985-02-23 1988-08-02 N.I.S. Limited Laser apparatus
NO158929C (no) * 1986-02-20 1988-11-16 Elopak As Fremgangsmaate og anordning for dannelse av svekningssteder i emner for beholdere.
JP2617970B2 (ja) * 1988-02-22 1997-06-11 信秋 林 ギターのネック部の補強方法
JPH0724947B2 (ja) * 1988-02-29 1995-03-22 三菱電機株式会社 レーザ加工機
GB8918606D0 (en) * 1989-08-15 1989-09-27 Amchem Co Ltd Laser machining of holes
US5262612A (en) * 1992-04-29 1993-11-16 Edgewise Tools, Inc. Computer-controlled laser cutter
JPH08132268A (ja) * 1994-11-07 1996-05-28 Murata Mfg Co Ltd レーザ加工装置
JPH09248976A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Taiyo Kagaku Kogyo Kk スクリーン印刷用メタルマスクとその製造方法
JP3210251B2 (ja) * 1996-07-09 2001-09-17 シャープ株式会社 レーザーパターニング装置
US6013895A (en) * 1997-09-30 2000-01-11 Eastman Machine Company System and method for perforating sheet material
JPH11267867A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Seiko Epson Corp レーザ加工方法及び装置
DE59802893D1 (de) * 1998-03-23 2002-03-14 Alstom Nichtkreisförmige Kühlbohrung und Verfahren zur Herstellung derselben
EP1144292B1 (de) * 1998-12-23 2003-04-23 Bachofen + Meier AG Maschinenfabrik Vorrichtung zum berührungslosen führen oder behandeln einer laufenden materialbahn, insbesondere papier- oder kartonbahn, metall- oder kunststoffolie
JP2001062577A (ja) * 1999-08-31 2001-03-13 Toppan Forms Co Ltd レーザ加工装置
JP2002331377A (ja) * 2001-05-08 2002-11-19 Koike Sanso Kogyo Co Ltd レーザピアシング方法
US6777641B2 (en) * 2002-04-16 2004-08-17 W.A. Whitney Co. Method and apparatus for laser piercing and cutting metal sheet and plate
US6794604B2 (en) * 2003-02-19 2004-09-21 Preco Laser Systems, Llc Web securing system for laser processing
JP4184145B2 (ja) * 2003-04-30 2008-11-19 トッパン・フォームズ株式会社 レーザ加工システム
DE102004003999A1 (de) * 2004-01-26 2005-08-11 Focke & Co.(Gmbh & Co. Kg) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zigaretten mit Mundstück
GB0427281D0 (en) * 2004-12-14 2005-01-12 3M Innovative Properties Co Methods of providing medicinal metal components having through holes
JP2007175721A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Miyachi Technos Corp レーザ穴あけ加工方法及び装置
CA2580102A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 General Electric Company System and method for monitoring drilling process parameters and controlling drilling operation
JP2008119698A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Takatori Corp Ｃｏ２レーザーでの基板への穴開け方法及び装置
US8212177B2 (en) * 2007-08-15 2012-07-03 Caterpillar Inc. Variable focus laser machining system

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI1007890B1 (pt) 2021-03-09
WO2010084345A1 (en) 2010-07-29
EP2389270A1 (en) 2011-11-30
GB2467296B (en) 2012-06-20
US8969759B2 (en) 2015-03-03
BRPI1007890A2 (pt) 2016-02-16
GB0901002D0 (en) 2009-03-04
KR20170002695A (ko) 2017-01-06
US20110309059A1 (en) 2011-12-22
JP2012515654A (ja) 2012-07-12
GB2467296A (en) 2010-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110131172A (ko) 재료를 천공하기 위한 장치 및 방법
KR100381943B1 (ko) 재료가공장치
RU2750313C2 (ru) Способ лазерной обработки металлического материала с высоким уровнем динамического управления осями движения лазерного луча по заранее выбранной траектории обработки, а также станок и компьютерная программа для осуществления указанного способа
US20040016728A1 (en) Method and apparatus for aligning a work piece in a laser drilling system
US7302043B2 (en) Rotating shutter for laser-produced plasma debris mitigation
JP2003246638A (ja) ガラス構造物およびその製造方法
JP2000052078A (ja) エキシマレ―ザによる輪郭が可変の孔または形の加工方法および装置
Poprawe et al. Hydrodynamics of material removal by melt expulsion: Perspectives of laser cutting and drilling
EP3154740B1 (de) Vorrichtung zur lasermaterialbearbeitung mit einer parallel-versatz-einheit
JP7315670B2 (ja) 加工プロセスの特性値を求める方法および加工機械
JP4934762B2 (ja) 位置決め方法及び装置
Brock et al. Mechanisms of vapour plume formation in laser deep penetration welding
KR20180132898A (ko) 극자외 광원 내의 대상물에 대한 플라즈마의 영향을 감소시키는 기술
CN112074361A (zh) 用于相对于能量束的中心纵轴调节粉末流的装置
JP6799038B2 (ja) レーザ加工システム、噴流観測装置、レーザ加工方法、及び噴流観測方法
US8872066B2 (en) Method for perforating material
JP2007245235A5 (ko)
JP6057778B2 (ja) レーザ加工装置
US20170021450A1 (en) Method and device for laser machining a substrate with multiple laser radiation deflection
JPWO2020090961A1 (ja) 加工システム、及び、加工方法
JP6791918B2 (ja) レーザ加工システム、噴流観測装置、レーザ加工方法、及び噴流観測方法
JP2020028915A (ja) レーザ加工システム、及びレーザ加工方法
KR102176312B1 (ko) 형상홀을 만들기 위한 레이저 드릴링 방법 및 시스템
Eriksson Optical monitoring and analysis of laser welding
JP2008188618A (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工装置、インクジェットノズル及びインクジェット記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016101007239; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20161226

Effective date: 20180628