KR20150140830A - 예각을 따라 처리되도록 표면을 조사하는 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치 - Google Patents

예각을 따라 처리되도록 표면을 조사하는 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 양태에 따르는 레이저 표면 처리 방법은 불규칙적인 형상을 갖는 작업편(2)의 표면을 처리하는 레이저 표면 처리 방법이며, 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저(11)를 조사하는 단계, 및 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저(11)를 주사하는 단계를 포함한다.

Description

예각을 따라 처리되도록 표면을 조사하는 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치{LASER SURFACE TREATMENT METHOD AND LASER SURFACE TREATMENT APPARATUS WITH RADIATING THE SURFACE TO BE TREATED ALONG AN ACUTE ANGLE}
본 발명은 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치에 관한 것이다.
일본 특허 공개 공보 제2008-114252호(JP 2008-114252 A)는 레이저 가공시 발생하는 비산물을 흡인구로부터 흡인함으로써, 비산물이 가공 대상물에 부착되는 것을 방지하는 기술을 개시한다.
그러나, JP 2008-114252 A에 개시된 기술에서, 불규칙적인 형상의 가공 대상물에 대한 표면 처리를 실행하는 경우, 흡인구가 가공 대상물의 가공 영역 근처에 근접하게 될 수 없고, 몇몇 경우 가공 대상물의 표면에 수직으로 레이저를 조사할 수 없다. 이 관점에서, JP 2008-114252 A에 개시된 기술에서는, 비산물을 충분히 흡인할 수 없고 비산물이 가공 대상물의 가공 완료 영역과 충돌하여 이에 부착될 가능성이 있다. 즉, JP 2008-114252 A 에 개시된 기술은 작업편(가공 대상물)의 표면 처리를 양호하게 실행할 수 없게 될 가능성이 있다.
본 발명은 상기 문제점의 관점에서 이루어진 것으로, 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치를 제공하며, 이들 각각은 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향에 배치된 작업편(가공 대상물)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저를 조사하여 주사를 실행함으로써, 작업편의 표면에 부착되는 비산물을 남기지 않고 작업편에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르는 레이저 표면 처리 방법은 불규칙적인 형상을 갖는 작업편 표면을 처리하는 레이저 표면 처리 방법이며, 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면으로 되도록, 레이저를 조사하는 단계, 및 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면으로 되도록, 레이저에 의해 주사하는 단계를 포함한다. 이는 작업편의 표면에 부착되는 비산물을 남기지 않고 작업편의 표면 처리를 양호하게 실행하게 할 수 있다.
레이저 표면 처리 방법은 레이저와 작업편의 표면 사이에 형성된 각도를 산출하는 단계를 더 포함하고, 레이저에 의한 주사가 그 산출 결과에 기초하여 실행될 수 있다.
레이저 표면 처리 방법은 작업편의 표면을 서로 인접하는 제1 및 제2 처리 영역으로 구획해서 순서대로 표면 처리를 실행할 수 있고, 이미 표면 처리된 제1 처리 영역에 대해 제2 처리 영역의 경계부 부근에 레이저가 조사될 때 레이저와 제1 처리 영역 사이에 형성되는 각도가 직각 또는 둔각이 되도록 제1 및 제2 처리 영역의 형상을 규정할 수 있다.
제1 및 제2 처리 영역의 형상은 제1 및 제2 처리 영역의 표면 처리 개시 위치가 동일한 위치가 되도록 이동하는 작업편의, 레이저를 조사하는 스캐너에 대한 상대 속도에 기초하여 규정될 수 있다.
핫 스탬프(hot stamp) 재료로부터 형성되는 구성 요소의 표면이 작업편의 표면으로서 처리될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르는 레이저 표면 처리 장치는 불규칙한 형상을 갖는 작업편의 표면을 처리하는 레이저 표면 처리 장치이며, 레이저를 조사하는 스캐너, 및 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면으로 되도록, 레이저의 조사 및 주사를 제어하는 제어부를 포함한다. 이는 작업편의 표면에 부착되는 비산물을 남기지 않고 작업편에 대한 표면 처리를 양호하게 실행하게 할 수 있다.
제어부는 레이저와 작업편의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하고, 산출 결과에 기초하여 레이저에 의한 주사를 제어할 수 있다.
레이저 표면 처리 장치는 작업편의 표면을 서로 인접하는 제1 및 제2 처리 영역으로 구획하여 순서대로 표면 처리를 실행할 수 있고, 제어부는 이미 표면 처리된 제1 처리 영역에 대해 제2 처리 영역의 경계부 부근에 레이저가 조사될 때 레이저와 제1 처리 영역 사이에 형성되는 각도가 직각 또는 둔각이도록 제1 및 제2 처리 영역의 형상을 규정할 수 있다.
제어부는 제1 및 제2 처리 영역의 표면 처리 개시 위치가 동일한 위치가 되도록 이동하는 작업편의, 레이저를 조사하는 스캐너에 대한 상대 속도에 기초하여 제1 및 제2 처리 영역의 형상을 규정할 수 있다.
핫 스탬프 재료로부터 형성된 구성 요소의 표면이 작업편의 표면으로서 처리될 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(가공 대상물)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저를 조사하여 주사를 실행함으로써, 작업편의 표면에 부착되는 비산물을 남기지 않고 작업편에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있는 레이저 표면 처리 방법 및 레이저 표면 처리 장치 각각을 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 장점 및 산업적 중요성은 유사한 참조 번호가 유사한 구성 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조하여 후술될 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치 및 그 작업편을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4는 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 단면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과 및 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과를 나타내는 평면 사진이다.
도 7은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 제2 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 11은 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 12는 도 8, 도 9, 도 10, 도 11의 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과를 나타내는 평면 사진이다.
도 13은 제3 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 제3 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 15는 제3 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명이 적용된 구체적인 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는다. 또한, 설명을 명확히 하기 위해 이하의 상세한 설명 및 도면은 적절하게 간략화된다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치(1) 및 그 작업편(2)을 도시하는 도면이다. 본 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(가공 대상물)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저를 조사해 주사를 실행하고, 이에 의해 작업편의 표면에 부착되는 비산물을 남기지 않고 작업편에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다. 이하에서 레이저 표면 처리 장치(1)를 더 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 레이저 표면 처리 장치(1)는 작업편(2)의 표면에 레이저(11)를 조사하는 스캐너(10), 및 스캐너(10)를 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 포함한다. 제어부는 예를 들어 스캐너(10)로부터의 레이저(11)의 조사 방향을 제어하고, 스캐너(10)로부터의 레이저(11)의 주사 경로(3)를 제어한다. 또한, 제어부는 레이저(11)와 작업편(2)의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 스캐너(10)로부터의 레이저(11)의 주사 경로(3)를 제어한다. 예를 들어, 제어부는 레이저(11)와 작업편(2)의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여, 형성되는 각도가 예각 또는 직각이 되는 방향으로 레이저(11)를 조금씩 이동시킨다.
작업편(2)은 예를 들어 강판을 가열하여 형성되는 핫 스탬프 재료이며, 그 표면에 산화 피막이 형성된다. 레이저 표면 처리 장치(1)는 작업편(2)으로서의 핫 스탬프 재료의 표면에 레이저(11)를 조사하여 주사를 실행함으로써 산화 피막을 제거한다.
또한, 작업편(2)은 예를 들어 차량의 일부(로커(rocker) 등)에 적용되고, 따라서 작업편(2)은 차량에 대해 적합한 불규칙적인 형상(3차원 형상)을 갖는다. 이 관점에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 몇몇 경우 작업편(2)의 표면에 대해 수직으로 레이저(11)를 조사할 수 없다. 이 경우, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물이 레이저(11)에 대해 예각 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면과 충돌하여 이에 부착된다. 레이저(11)의 둔각 방향에 대해, 비산물은 날아다니지만, 작업편(2)에 타격하지 않는 점에 유의한다. 이에 의해, 레이저(11)에 대해 둔각 방향에서 비산물이 작업편(2) 상에 떨어지더라도, 비산물이 작업편에 부착되지 않는다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 이하에서 설명한다. 도 2는 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다. 도 3은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 단면도이다.
도 2 및 도 3의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면으로 되도록 레이저(11)를 조사한다. 그리고, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면으로 되도록 주사 경로(3)를 설정하여 레이저(11)에 의한 주사를 실행한다.
더 구체적으로, 도 2 및 도 3의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2) 표면 상에서 2 방향(지면의 전후 방향)으로 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2) 표면 상에서 일 방향(지면의 상부 우측 방향)으로 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다. 이때, 레이저 표면 처리 장치(1)에 설치된 제어부는 레이저(11)와 작업편(2)의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여, 상기한 바와 같이 레이저(11)에 의한 주사를 실행한다.
이에 의해, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 미처리 표면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에만 충돌하여 이에 부착되고, 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(4)(레이저(11)에 대해 둔각을 이루는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에는 충돌하지 않고 이에 부착되지 않는다. 작업편(2)의 미처리 표면에 부착된 비산물(5)은 조만간 레이저(11)에 의해 표면 처리된다. 그 결과, 본 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법은 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
(제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법)
계속해서, 도 2 및 도 3의 비교예로서, 도 4 및 도 5을 참조하여, 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명한다. 도 4는 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리를 설명하는 도면이다. 도 5는 제1 실시예가 구상되기 전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4 및 도 5의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2) 표면 상에서 2 방향(지면의 전후 방향)으로 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 둔각을 이루는 작업편(2)의 표면의 방향(지면의 하부 좌측 방향)으로 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다.
따라서, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(4)(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에 충돌하여 이에 부착된다. 작업편(2)의 처리 완료면(4)에 부착된 비산물(5)은 그 후 레이저(11)에 의해 표면 처리되지 않는다. 그 결과, 본 발명이 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법은 작업편(2)의 표면에 부착된 비산물(5)을 제거할 수 없어서, 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 행할 수 없다.
도 6은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 결과(좌측) 및 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 결과(우측)를 나타내는 평면 사진이다. 도 6으로부터, 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 결과는 제1 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과와 비교할 때, 임의의 불균일성이 없고 우수한 결과를 나타내는 점이 확인된다.
(제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법의 변형예)
도 7은 제1 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향(지면의 후방 방향)으로 레이저(11)의 조사 개시 위치를 조금씩 이동시키면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2) 표면 상에서 일 방향(지면의 상부 우측 방향)으로 일정한 폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 반복하여 실행하는 방식으로, 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다.
이에 의해, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 미처리 표면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에만 충돌하여 이에 부착되고, 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(4)(레이저(11)에 대해 직각을 이루는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에는 충돌하지 않고 이에 부착되지 않는다. 작업편(2)의 미처리 표면에 부착된 비산물(5)은 조만간 레이저(11)에 의해 표면 처리된다. 그 결과, 본 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 방법의 변형예는 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치(1) 및 그 제어 방법은 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저(11)를 조사함으로써 주사를 실행하고, 이에 의해 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행하게 할 수 있다.
<제2 실시예>
본 실시예는 레이저 표면 처리 장치(1)가 오목한 R 형상을 갖는 작업편(2)의 표면에 대한 처리를 실행하는 경우를 설명한다. 더 구체적으로, 본 실시예는 레이저 표면 처리 장치(1)가 평면(A1), 평면(A2) 및 평면(A1, A2)이 서로 교차하는 R 형상 코너부에서 R부를 구비하는 작업편(2)에 대한 처리를 실행하는 경우를 설명한다.
(제2 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법)
도 8은 제2 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 레이저 표면 처리 장치(1)는 R부의 중앙 부근을 통과하는 축(B1)으로부터, 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2)의 표면 상에서 2 방향(지면의 전후 방향)으로 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향으로 평면(A1)(지면의 상측 방향)을 향해 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로, 작업편(2)의 R부의 일부 및 평면(A1)에 대한 표면 처리를 실행한다.
이어서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 R부의 중앙 부근을 통하는 축(B1)으로부터, 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2)의 표면 상에서 2 방향(지면의 전후 방향)으로 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향으로 평면(A2)(지면의 우측 방향)을 향해 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로, 작업편(2)의 R부의 나머지 및 평면(A2)에 대한 표면 처리를 실행한다.
이에 의해, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 미처리 표면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에만 충돌하여 이에 부착되고, 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(레이저(11)에 대해 둔각을 이루는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에는 충돌하지 않고 부착되지 않는다. 작업편(2)의 미처리 표면에 부착된 비산물(5)은 조만간 레이저(11)에 의해 표면 처리된다. 그 결과, 본 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법은 오목한 R 형상의 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
(제2 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법)
도 9는 제2 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 레이저 표면 처리 장치(1)는 R부의 중앙 부근을 통과하는 축(B1) 상의 레이저(11)의 조사 개시 위치를 조금씩(지면의 후방 방향으로) 이동시키면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향으로 평면(A1)(지면의 상측 방향)을 향해 일정한 폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 반복 실행하는 방식으로, 작업편(2)의 R부의 일부 및 평면(A1)에 대한 표면 처리를 실행한다.
이어서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 R부의 중앙 부근을 통과하는 축(B1) 상의 레이저(11)의 조사 개시 위치를 조금씩(지면의 후방 방향으로) 이동시키면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향으로 평면(A2)(지면의 우측 방향)을 향해서 일정한 폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 반복 실행하는 방식으로, 작업편(2)의 R부의 잔여부 및 평면(A2)의 표면 처리를 실행한다.
이에 의해, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 미처리 표면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에만 충돌하여 이에 부착되고, 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(레이저(11)에 대해 직각을 이루는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에는 충돌하지 않고 이에 부착되지 않는다. 작업편(2)의 미처리 표면에 부착된 비산물(5)은 조만간 레이저(11)에 의해 표면 처리된다. 그 결과, 본 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법은 오목한 R 형상의 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
(제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법)
계속해서, 도 8 및 도 9의 비교예로서, 도 10 및 도 11을 참조하여 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을, 설명한다. 도 10은 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다. 도 11은 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 10의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 평면(A1)으로부터, 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2)의 표면 상에서 2 방향(지면의 전후 방향)으로 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 R부를 개재하여 평면(A2)을 향해 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로, 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다.
따라서, 평면(A1)으로부터 R부까지의 표면 처리에서, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에 충돌하여 이에 부착된다. 그 결과, 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법은 작업편(2)의 표면에 부착된 비산물(5)을 제거할 수 없고 따라서, 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 없다.
도 11의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 R부의 중앙 부근을 통과하는 축(B1) 근처에서 평면(A1, A2)을 향해 일정한 진폭에서 레이저(11)에 의한 주사를 실행하면서, 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)에 대해 직각을 이루는 작업편(2)의 표면 상에서 일 방향(지면의 후방 방향)으로 레이저(11)를 조금씩 이동시키는 방식으로, 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다.
따라서, 평면(A1)으로부터 R부까지의 표면 처리 및 평면(A2)으로부터 R부까지의 표면 처리에서, 레이저(11)에 의해 제거된 산화 피막의 비산물(5)은 작업편(2)의 처리 완료면(레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면)에 충돌하여 이에 부착된다. 그 결과, 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법은 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 제거할 수 없고, 따라서 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 없다.
도 12는 도 8, 도 9, 도 10, 도 11의 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과를 나타내는 평면 사진이다. 도 12로부터, 제2 실시예에 따르는 제1 및 제2의 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과(최좌측 도면 및 좌측으로부터 2번째 도면)는 제2 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 제1 및 제2 레이저 표면 처리 방법에 의한 처리 결과(우측으로부터 2번째 도면 및 최우측 도면)와 비교할 때, 불균일성이 없고 양호한 결과를 나타낸다.
따라서, 본 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치(1) 및 그 제어 방법은 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치되는 작업편(2)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저(11)를 조사하여 주사를 실행하고, 이에 의해 오목한 R 형상의 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 행할 수 있다. 표면 처리가 볼록한 R 형상 또는 곡면 형상을 갖는 작업편(2)에 대해 실행되는 경우에도 마찬가지일 수 있다.
<제3 실시예>
본 실시예는 레이저 표면 처리 장치(1)가 작업편(2)의 표면을 서로 인접하는 복수의 처리 영역으로 구획하고 순서대로 표면 처리를 실행하는 경우에 대해 설명한다.
(제3 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법)
도 13은 제3 실시예에 따르는 제1 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을 규정한다. 도 13의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을 지면의 저부 우측의 정점이 예각을 형성하는 평행사변형으로서 규정한다. 또한, 도 13의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 레이저(11)에 의한 주사를 지면의 좌우 방향으로 일정한 진폭에서 실행하면서 레이저 표면 처리 장치(1)가 레이저(11)를 지면 하측으로부터 상측으로 조금씩 이동시키는 방식으로 단위 유닛당 처리 영역에 대한 표면 처리를 실행한다. 이에 의해, 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치되는 작업편(2)의 표면은 미처리 표면이 된다.
이어서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 실제로 불규칙한 형상을 갖는 작업편(2)에 대한 표면 처리를 실행한다. 도 13의 예에서, 작업편(2)은 각 처리 영역의 표면 처리 개시 위치가 동일한 위치가 되도록 미리 정해진 속도(스캐너(10)에 대한 상대 속도)로 이동한다. 이는 복수의 처리 영역에 대해 연속해서 표면 처리를 실행할 수 있게 한다.
여기서, 도 13의 예에서, 작업편(2)(또는 스캐너(10))은 미리 정해진 속도로 이동하기 때문에, 미리 규정된 처리 영역의 평행사변형 형상은 실제로는 직사각형 형상으로 변형된다. 이에 의해, 이전의 처리 영역(제1 처리 영역)에 대해 소정의 처리 영역(제2 처리 영역)의 경계부 부근에 레이저(11)가 조사될 때, 레이저(11)와 이전의 처리 영역(제1 처리 영역) 사이에 형성되는 각도가 직각이 되고, 이에 의해, 비산물(5)이 경계부 부근에서 작업편(2)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
(제3 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법)
도 14는 제3 실시예에 따르는 제2 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을 규정한다. 도 14의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을, 지면의 저부 우측의 정점이 도 13의 예의 것보다 더 예각을 형성하는 평행사변형으로서 규정한다. 도 14에 도시된 다른 구성 및 동작은 도 13의 경우와 마찬가지이고, 그 설명은 생략한다.
여기서, 도 14의 예에서, 작업편(2)(또는 스캐너(10))은 미리 정해진 속도로 이동하기 때문에, 미리 규정된 처리 영역의 평행사변형 형상은 실제로는 지면의 저부 우측의 정점이 완만한 예각을 형성하는 평행사변형으로 변형된다. 이에 의해, 이전의 처리 영역(제1 처리 영역)에 대해 소정의 처리 영역(제2 처리 영역)의 경계부 부근에 레이저(11)가 조사될 때, 레이저(11)와 이전의 처리 영역(제1 처리 영역) 사이에 형성되는 각도는 둔각이 되고, 이에 의해 비산물(5)이 경계부 부근에서 작업편(2)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
(제3 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법)
계속해서, 도 13 및 도 14의 비교예로서, 도 15를 참조하여 제3 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명한다. 도 15는 제3 실시예가 구상되기 이전의 개념에 따르는 레이저 표면 처리 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을 규정한다. 도 15의 예에서, 레이저 표면 처리 장치(1)는 단위 유닛당 처리 영역의 형상을 직사각형 형상으로서 규정한다. 도 15에 도시된 다른 구성 및 동작은 도 13의 경우와 마찬가지이고, 그 설명은 생략한다.
여기서, 도 15의 예에서, 작업편(2)(또는 스캐너(10))은 미리 정해진 속도로 이동하기 때문에, 미리 규정된 처리 영역의 직사각형 형상은 실제로는 지면의 저부 우측의 정점이 둔각을 형성하는 평행사변형으로 변형된다. 따라서, 이전 처리 영역(제1 처리 영역)에 대해 소정의 처리 영역(제2 처리 영역)의 경계부 부근에 레이저(11)가 조사되는 경우, 레이저(11)와 이전의 처리 영역(제1 처리 영역) 사이에 형성되는 각도는 예각이 되고, 이에 의해 비산물(5)이 경계부 부근에서 작업편(2)에 부착되는 것을 억제하기 어렵다.
따라서, 제1 내지 제3 실시예에 따르는 레이저 표면 처리 장치(1) 및 그 제어 방법은 레이저(11)에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편(2)의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저(11)를 조사하여 주사를 실행함으로써, 작업편(2)의 표면에 부착되는 비산물(5)을 남기지 않고 작업편(2)에 대한 표면 처리를 양호하게 실행할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경예가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 예시적인 구성이 조합하여 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 불규칙적인 형상을 갖는 작업편의 표면을 처리하는 레이저 표면 처리 방법이며,
    레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저를 조사하는 단계, 및
    레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저로 주사하는 단계를 포함하는, 레이저 표면 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    레이저와 작업편의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하는 단계, 및
    그 산출 결과에 기초하여 레이저로 주사하는 단계를 더 포함하는, 레이저 표면 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    작업편의 표면을 서로 인접한 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역으로 구획하여 순서대로 표면 처리를 실행하는 단계, 및
    이미 표면 처리된 제1 처리 영역에 대해 제2 처리 영역의 경계부 주위에 레이저가 조사될 때 레이저와 제1 처리 영역 사이에 형성되는 각도가 직각 또는 둔각이 되도록 제1 처리 영역의 형상 및 제2 처리 영역의 형상을 규정하는 단계를 더 포함하는, 레이저 표면 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 처리 영역에 대한 표면 처리 개시 위치 및 제2 처리 영역에 대한 표면 처리 개시 위치가 동일한 위치가 되도록 이동하는 작업편의, 레이저를 조사하는 스캐너에 대한 상대 속도에 기초하여 제1 처리 영역의 형상 및 제2 처리 영역의 형상을 규정하는 단계를 더 포함하는, 레이저 표면 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    핫 스탬프 재료로부터 형성되는 구성 요소의 표면이 작업편의 표면으로서 처리되는, 레이저 표면 처리 방법.
  6. 불규칙적인 형상을 갖는 작업편의 표면을 처리하는 레이저 표면 처리 장치이며,
    레이저를 조사하는 스캐너, 및
    레이저에 대해 예각을 형성하는 방향으로 배치된 작업편의 표면이 미처리 표면이 되도록 레이저에 의한 조사 및 주사를 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는, 레이저 표면 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제어부는 레이저와 작업편의 표면 사이에 형성되는 각도를 산출하고 그 산출 결과에 기초하여 레이저에 의한 주사를 제어하도록 구성되는, 레이저 표면 처리 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    제어부는 작업편의 표면을 서로 인접한 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역으로 구획하여 순서대로 표면 처리를 실행하도록 구성되고,
    제어부는 이미 표면 처리된 제1 처리 영역에 대해 제2 처리 영역의 경계부 주위에 레이저가 조사될 때 레이저와 제1 처리 영역 사이에 형성되는 각도가 직각 또는 둔각이 되도록 제1 처리 영역의 형상 및 제2 처리 영역의 형상을 규정하도록 구성되는, 레이저 표면 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    제어부는, 제1 처리 영역의 표면 처리 개시 위치 및 제2 처리 영역의 표면 처리 개시 위치가 동일한 위치가 되도록 이동하는 작업편의, 레이저를 조사하는 스캐너에 대한 상대 속도에 기초하여 제1 및 제2 처리 영역의 형상을 규정하도록 구성되는, 레이저 표면 처리 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    핫 스탬프 재료로부터 형성되는 구성 요소의 표면이 작업편의 표면으로서 처리되는, 레이저 표면 처리 장치.
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