TWI391202B - A laser processing apparatus, a manufacturing method of a laser processing apparatus, and a laser processing method - Google Patents

Description

雷射加工裝置，雷射加工裝置的製造方法以及雷射加工方法

本發明，是有關雷射加工裝置、雷射加工裝置的製造方法以及雷射加工方法，特別是有關於藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將被加工物加工的雷射加工裝置、雷射加工裝置的製造方法以及雷射加工方法。

習知，將水等的液體噴射將被加工物加工的加工裝置，已知具有例如專利文獻1。在專利文獻1所揭示的具備液體噴射噴嘴裝置的加工裝置中，為了防止因為噴射後的高壓水會從被加工物彈回擴散至加工部的周圍，且在空氣中飛散而沾染被加工物，而在噴嘴先端部設置筒體，在此筒體的先端安裝柔軟材，藉由將柔軟材與被加工物密合地進行被加工物的加工，來防止朝加工部周圍的水的擴散。

且，其他具有例如專利文獻2所揭示的將混入研磨材的超高壓水噴射將被加工物切斷的噴水切斷裝置。在專利文獻2的噴水切斷裝置中，為了防止包含研磨材的高壓水被加工物彈回並飛散至被加工物的外表面，而在高壓水的噴出噴嘴的周圍設置散水口形成幕牆狀的水環狀流，防止來自噴出噴嘴的噴水的飛散。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭63-77699號公報

[專利文獻2]日本特開平5-42500號公報

但是，近年來被開發的雷射加工裝置，是從噴嘴將液體噴射形成噴流液柱，藉由被導引至此噴流液柱內的雷射進行加工物的加工。此形式的雷射加工裝置，是與如習知的只有由雷射進行加工的裝置、和只有使用如上述的高壓水進行加工的裝置相異，藉由將雷射導引至噴流液柱內使全反射，將雷射在噴流液柱內傳送。因此，為了良好地保持雷射的傳送效率，需要使噴流液柱穩定。

在這種雷射加工裝置中，噴流液柱與被加工物接觸而使液體被彈回的話，液體具有附著於將噴流液柱噴射的噴嘴的情況。此情況，附著的液體會擾亂從噴嘴被噴射的噴流液柱的流動，其結果，使雷射的傳送效率下降，使雷射加工效率下降。因此，在這種型式的雷射加工裝置中，獲得穩定的噴流液柱是非常地重要的。

本發明的目的是提供一種雷射加工裝置、此雷射加工裝置的製造方法及雷射加工方法，該雷射加工裝置，是藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將被加工物在加工，就可以進行朝噴嘴的液體的附著防止及噴流液柱的保護，提高雷射的傳送效率。

為了達成上述目的，本發明的雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將被加工物加工，其特徵為：具備蓋，該蓋被配置在噴嘴及被加工物之間，保護噴嘴及噴流液柱以免受到被噴射的噴流液體的彈回影響，在蓋中，形成有從噴嘴被噴射的噴流液柱可通過的孔。

在如此構成的本發明中，噴流液柱，是通過形成於蓋的孔朝向被加工物被噴射。雷射，是被導引至噴流液柱內並照射被加工物，將被加工物加工。雷射加工中，即使噴流液柱與被加工物接觸而使噴流液體彈回的情況，蓋也能防止朝噴嘴的液體的附著及噴流液柱的擾亂。藉此，被導引至噴流液柱內的雷射的傳送效率不會下降，可以維持良好的加工效率。

在本發明中，孔是藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射所形成較佳。

在蓋中，因為形成有藉由被導引至噴流液柱內的雷射被加工的孔，所以孔的直徑，是成為與噴流液柱幾乎同徑，雷射加工中，在噴流液柱及孔之間形成的間隙可被抑制在最小限度。因此，藉由蓋，可以確實地防止因為與被加工物接觸而彈回的液體附著在噴嘴且與噴流液柱接觸，可以防止噴流液柱的擾亂。且，形成於蓋的孔，因為是藉由被導引至噴流液柱內的雷射形成，所以在將蓋安裝於雷射加工裝置的狀態下將孔形成的話，不需將孔對於噴流液柱位置對合，就可以將蓋的孔配置於正確的位置。

在本發明中，從噴嘴的上面直到蓋的上面為止的距離為4~40mm，在蓋的上面設有空間部，該空間部的沿著噴流液柱的方向的尺寸為2mm以上，且與噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸為5mm以上較佳。

在如此構成的本發明中，因為從噴嘴的上面直到蓋的上面為止的距離為4~40mm，在蓋的上面設有空間部，該空間部的沿著噴流液柱的方向的尺寸為2mm以上，且與噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸為5mm以上，所以可以維持良好的加工性能，且確實地防止朝彈回的液體的噴嘴的附著及噴流液柱的擾亂。從噴嘴的上面直到蓋的上面為止的距離過大的話，即，加大沿著空間部的噴流液柱的方向的尺寸的話，從噴嘴被加工物為止的距離因為也變大，所以噴嘴無法接近被加工物的加工面，欲獲得良好的加工性能是困難的。另一方面，從噴嘴的上面直到蓋的上面為止的距離過小的話，即，減小沿著空間部的噴流液柱的方向的尺寸的話，液體會藉由表面張力等而附著在蓋及噴嘴之間，欲確實地防止朝噴嘴的液體的附著及噴流液柱的擾亂是困難的。

在本發明中，孔的直徑，是噴流液柱的直徑以上，噴流液柱的直徑的20倍以下較佳。

在如此構成的本發明中，因為孔的直徑是噴流液柱的直徑以上，噴流液柱的直徑的20倍以下，所以一邊確保噴流液柱可以通過蓋的尺寸，一邊將孔的直徑抑制在最小限度，就可以有效地保護噴嘴及噴流液柱以免受到從噴流液體的彈回影響。在此，孔的直徑是比噴流液柱的直徑更小的話，噴流液柱無法通過孔，孔的直徑是比噴流液柱的直徑的20倍更大的話，在噴流液柱及孔之間形成的間隙會變大，彈回的噴流液體有可能從此間隙進入蓋的上方而附著在噴嘴且與噴嘴及蓋之間的噴流液柱接觸。

在本發明中，蓋是形成薄板狀較佳。

在如此構成的本發明中，因為蓋是形成薄板狀，所以藉由被導引至噴流液柱內的雷射就可容易且高精度地形成蓋的孔。

在本發明中，進一步有空氣噴射手段，該空氣噴射手段被配置在蓋及被加工物之間，朝向被加工物進行空氣噴射較佳。

在如此構成的本發明中，被加工物的雷射加工中，藉由空氣噴射手段朝被加工物進行空氣噴射的話，空氣噴射會將被加工物的加工部周邊的液體排除。因此，藉由空氣噴射手段，可以更有效地防止朝液體的噴嘴的彈回，可以更確實地防止朝液體的噴嘴的附著及噴流液柱的擾亂。

且，為了達成上述目的，本發明的雷射加工裝置的製造方法，該雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將被加工物加工，其特徵為，包含：在噴嘴及被加工物之間，安裝供保護噴嘴及噴流液柱以免受到從被噴射的噴流液體的彈回影響用蓋的步驟；及在蓋，藉由被照射導引至噴流液柱內的雷射，形成噴流液柱可通過的孔的步驟。

在如此構成的本發明中，因為藉由被導引至噴流液柱內的雷射，在蓋形成孔，所以孔的直徑成為與噴流液柱幾乎同徑。因此，在雷射加工中，噴流液柱及孔之間的間隙被抑制在最小限度，藉由蓋，可以確實地防止：與被加工物接觸而彈回的液體附著在噴嘴、與噴嘴及蓋之間的噴流液柱接觸，可製造可以防止噴流液柱的擾亂的雷射加工裝置。藉此，被製造的雷射加工裝置，其雷射的傳送效率不會下降，可以維持更良好的加工效率。且，因為藉由被導引至噴流液柱內的雷射形成蓋的孔，所以不需要將孔對於噴流液柱位置對合，就可以在蓋的正確位置，形成與噴流液柱整合的孔。

且，為了達成上述目的，本發明的雷射加工方法，是雷射加工裝置的雷射加工方法，該雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將被加工物加工，其特徵為，包含：在噴嘴及被加工物之間，安裝供保護噴嘴及噴流液柱以免受到從被噴射的噴流液體的彈回影響用蓋的步驟；及在蓋，藉由被照射導引至噴流液柱內的雷射，形成噴流液柱可通過的孔的步驟；及藉由被導引至通過孔的噴流液柱內的雷射將被加工物加工的步驟。

在如此構成的本發明中，因為將蓋安裝於噴嘴及被加工物之間，藉由被導引至噴流液柱內的雷射，在蓋形成孔，所以噴流液柱，是通過被形成的孔朝被加工物被噴射。其後，藉由被導引至噴流液柱內的雷射進行被加工物的加工。

因為藉由被導引至噴流液柱內的雷射在蓋形成孔，所以孔的直徑成為與噴流液柱幾乎同徑。因此，在雷射加工中，噴流液柱及孔之間的間隙被抑制在最小限度，藉由蓋可以確實地防止：與被加工物接觸彈回的液體附著在噴嘴、與噴嘴及蓋之間的噴流液柱接觸，可以防止噴流液柱的擾亂。藉此，雷射的傳送效率不會下降，可以維持良好的加工效率進行雷射加工。且，因為藉由被導引至噴流液柱內的雷射形成蓋的孔，所以不需要將孔對於噴流液柱位置對合，可以在蓋的正確地位置，形成與噴流液柱整合的孔。

以下，參照添付圖面說明本發明的較佳實施例。又，在第2實施例之後的與第1實施例同樣的結構中，在圖面附加與第1實施例相同符號，將其說明簡略化或是省略。

[第1實施例]

說明本發明的第1實施例。第1圖，是顯示本發明的第1實施例的雷射加工裝置1的整體的概略構成圖。本發明的第1實施例的雷射加工裝置1，具備：雷射加工頭2、及通過此雷射加工頭2將雷射照射在被加工物W上的光學裝置4、及將噴流液體也就是高壓水噴射至被加工物W用的液體噴射手段6。

雷射加工頭2，具備形成略圓筒形狀的外殼8，在外殼8的內部下方，設有將噴流液柱F噴射的噴嘴10。在外殼8內的上方收容光學裝置4的一部分，在外殼8內的下方設有液體噴射手段6的一部分。

光學裝置4，具備：將雷射集光在預定的位置的雷射光學系12、及將雷射入射雷射光學系12的雷射振盪器14。

雷射光學系12，是將從雷射振盪器14被射出的雷射由光纖維等被導引至雷射加工頭2，並且使此雷射集光於雷射加工頭2內的噴嘴10的上端的開口附近的位置。又，在第1圖中，雷射光學系12是一部分被模式化地被圖示，只有顯示使雷射最終會集光的1枚集光透鏡16。

雷射振盪器14可生成預定強度的雷射。在本實施例中，雷射雖是使用綠光雷射，但是只要是不易被水吸收的吸收率較低的雷射的話，其種類可以任意地選擇。

綠光雷射，是2倍波(SHG)YAG雷射，波長是532nm。綠光雷射，是與YAG雷射(波長1064nm)和CO₂ 雷射(波長10.6μm)相異，因為具有水容易通過的特徵，噴流液體是使用可便宜且容易取得的水的情況時，可以提高雷射的傳播效率。且，因為被水吸收困難，藉由抑制熱透鏡的發生，就可容易精度佳地將雷射導引至雷射加工頭2內的噴嘴10的開口附近的位置。因此，可以防止噴嘴10的損傷，並且可以確保穩定的加工品質。

液體噴射手段6，具備：液體供給源18、及進行從來自液體供給源18的液體將離子除去等的處理的液體處理裝置20、及將從液體供給源18被供給的液體朝雷射加工頭2壓送的高壓泵22、及被設置於高壓泵22及雷射加工頭2之間，從液體將不純物等除去用的高壓過濾器24、及形成於雷射加工頭2內將從高壓泵22送出的高壓的液體導引至噴嘴10的液體流路26。在本實施例中，液體是採用水。

第2圖，是本發明的第1實施例的雷射加工裝置1的噴嘴10附近的擴大圖。如此第2圖所示，在雷射加工頭2的下部，安裝有圓筒的托架28，此托架28的下端，是比雷射加工頭2的下端更朝下方突出。在托架28的內部，設有供保護噴嘴10及噴流液柱F以免受到與被加工物W接觸而彈回的水影響用的蓋30。蓋30，是由蓋30的被加工物W側被固定於蓋安裝部32的上面，蓋安裝部32是被固定於托架28內部。蓋安裝部32，是形成圓柱形，在中央形成有切頭圓錐梯形的孔34。

又，上述的蓋安裝部32，不限定於被配置於蓋30的下面，配置於例如蓋30的上方，在蓋安裝部的下面將蓋30支撐固定的構造也可以。

蓋30，是形成與托架28的內徑幾乎相同直徑的圓形的薄板狀，被載置在蓋安裝部32的噴嘴10側的面上，被固定於蓋安裝部32。因此，蓋30，是被配置於噴嘴10及被加工物W之間。在蓋30的略中央，形成有讓從噴嘴10被噴射的噴流液柱F通過用的貫通孔36。蓋30，是從托架28及蓋安裝部32可裝卸地被設置。

在此，蓋30，是由可藉由照射雷射而被加工的材料所構成，在本實施例中為金屬製。且，蓋30的厚度，是5μm以上1000μm以下較佳，更佳是10μm以上500μm以下，進一步較佳是，20μm以上300μm以下。蓋30的厚度是比5μm薄的話，從被加工物W彈回的液體接觸時，蓋30有可能彎曲。且，蓋30的厚度是比1000μm厚的話，貫通孔36的形成不容易，且噴流液柱F與蓋30接觸時，會影響噴流液柱F的流動，擾亂噴流液柱F可能性變高。

噴嘴10及蓋30，因為彼此之間隔有預定距離地被配置，所以在由噴嘴10的下面、及蓋30的上面、及托架28的內面所包圍的領域中，形成有空間部31。空間部31，具有：從雷射加工頭2的下面直到蓋30的上面為止的沿著噴流液柱F的方向的尺寸L2、及托架28的相面對的內面間的與噴流液柱F略垂直交叉的方向的尺寸(直徑)D，形成整體圓柱狀。在此，尺寸L2為2mm以上，尺寸D為5mm以上較佳。又，此空間部31的形狀，不限定於圓柱形，例如矩形也可以，在雷射加工頭2的下面及蓋30的上面之間形成空間的形狀即可。

且，從噴嘴10的上面直到蓋30的上面為止的距離L1，是4~40mm較佳，在本實施例中約20mm。距離L1過小的話，空間部31的尺寸L2也變小，在噴嘴10的下面及蓋30的上面之間，水會因為表面張力而滯留，在噴嘴10及蓋30之間的空間部31具有水滯留的可能性。且，距離L1過大的話，沿著空間部31的托架28的噴流液柱F的方向的尺寸L2會變大，無法將噴嘴10接近被加工物W。藉此，欲獲得良好的雷射加工性能是困難的。

蓋30的貫通孔36，是藉由利用雷射加工裝置1藉著從噴嘴10被噴射的噴流液柱F被導引的雷射而形成。因此，貫通孔36的直徑，是與噴流液柱F的直徑幾乎相同。

在此，貫通孔36的成形加工，是在例如雷射加工裝置1的製造階段進行也可以。即，在雷射加工裝置1的製造階段，雷射加工裝置1的雷射加工頭2、光學裝置4、液體噴射手段6等的製造、組裝後，將托架28安裝在雷射加工頭2，將蓋30固定在托架28。且，從噴嘴10將噴流液柱F噴射將雷射照射的話，噴流液柱F及雷射會與蓋30接觸，將蓋30加工形成貫通孔36。如此，完成雷射加工裝置1的製造也可以。

或者是蓋30的貫通孔36，是設置雷射加工裝置1之後，由現場進行實際被加工物W的雷射加工時，作為雷射加工的1個過程形成也可以。即，雷射加工裝置1，是在未安裝托架28及蓋30的狀態下，或者是雖安裝托架28及蓋30，但是在蓋30未形成貫通孔36的狀態下在現場被設置。且，在未安裝蓋30及托架28的情況時，藉由在現場將這些安裝，將噴流液柱F噴射，將雷射朝噴流液柱F內導引，照射在蓋30，就可在蓋30形成貫通孔36。

又，貫通孔36的直徑，是噴流液柱F的直徑以上，噴流液柱F的直徑的20倍以下，更佳是10倍以下的範圍。

在如此構成的雷射加工裝置1中，將被加工物W雷射加工的情況時，將被加工物W載置在噴嘴10下方的載置台(無圖示)。接著，從雷射振盪器14將雷射射出的話，雷射，是入射至雷射光學系12，被導引至雷射加工頭2內。雷射，是藉由雷射光學系12的集光透鏡16等，在噴嘴10的上端開口的位置附近被集光。另一方面，液體噴射手段6，是將來自液體供給源18的水由高壓泵22壓送，通過液體流路26從噴嘴10將噴流液柱F朝向被加工物W噴出。又，此時，被噴出的噴流液柱F的徑，是比噴嘴10的孔徑稍大。噴流液柱F，是通過蓋30的貫通孔36及蓋安裝部32的孔34到達被加工物W。藉由雷射光學系12被集光在噴嘴10的上端開口附近的雷射，是一邊在噴流液柱F內全反射一邊朝噴流液柱F被導引，並到達至被加工物W將被加工物W雷射加工。

噴流液柱F的水與被加工物W接觸的話，雖會有在雷射加工頭2附近中彈回的情況，但是設置在噴嘴10及被加工物W之間的蓋30是保護噴嘴10及噴嘴附近即噴嘴10及蓋30之間的噴流液柱F，防止朝噴嘴10的水的附著和噴流液柱F的擾亂。

依據如此構成的本實施例，可以獲得如以下優異的效果。

在噴嘴10及被加工物W之間因為設有蓋30，所以即使噴流液柱F與被加工物W接觸而使水彈回的情況時，也可以防止朝水的噴嘴10的附著及噴流液柱F的擾亂。藉此，可以形成穩定的層流狀態的噴流液柱，可以防止雷射的傳送效率的下降。這是因為特別是因為即使在來自被加工物W的水的濺返深刻的深掘加工，也可以形成穩定的噴流液柱F，所以有用。且，因為藉由蓋30保護噴嘴10附近的噴流液柱F，所以可以保護到形成穩定的噴流液柱F很重要的從噴嘴10被噴射隨後的領域，可以確實地形成穩定的噴流液柱F。且，因為可以形成穩定的噴流液柱F，所以抗彈回的外亂很強，可一邊維持良好的雷射加工性能一邊使被加工物W至噴嘴10的設定距離更大，噴嘴10的距離設定的自由度變高。

蓋30的貫通孔36，因為是藉由被導引至雷射加工裝置1的噴流液柱F內的雷射被加工，所以可以形成與噴流液柱F的直徑幾乎相同的貫通孔36。由此，噴流液柱F及貫通孔36之間的間隙幾乎沒有，可以將此間隙抑制在最小限度。因此，可以確實地防止從被加工物W的加工部彈回的水通過貫通孔36附著在噴嘴10且與噴流液柱F接觸。

因為將蓋30的貫通孔36，在將蓋30透過托架28安裝於雷射加工頭2的狀態下，藉由被導引至雷射加工裝置1的噴流液柱F內的雷射而形成，所以可以與形成有噴流液柱F的位置完全地一致的方式形成貫通孔36。因此，與將例如貫通孔預先形成的蓋安裝於在雷射加工頭的情況相異，不需要蓋30的定位，貫通孔36的位置可以高精度地與噴流液柱F一致。因此，雷射加工裝置1的製造、組裝可以容易地進行。

蓋30的厚度因為是適切地被設定，所以在蓋30中，可以藉由被導引至噴流液柱F內的雷射容易地形成貫通孔36。且，藉由蓋30的厚度的設定，即使噴流液柱F與蓋30接觸的情況，也可以一邊抑制對於噴流液柱F的穩定性的影響至最小限度，一邊防止蓋30的撓曲，並且也可以防止由彈回所產生的撓曲。

從噴嘴10的上面直到蓋30的上面為止的距離L1是適切地被設定，且，空間部31的尺寸L2、D因為是適切地被設定，所以蓋30及噴嘴10之間不會因表面張力而使水滯留。且，托架28及蓋30因為不會從雷射加工頭2的下端朝下方大大地突出，所以噴嘴10可以適度地接近被加工物W，雷射加工性能不會損失。

因為蓋30是對於托架28可裝卸地被設置，所以進行噴嘴10的交換和維修時可以將蓋30取下。且，取下蓋30之後，將新的未形成貫通孔的蓋30安裝，藉由雷射照射形成貫通孔36，使可以再度使噴流液柱F及貫通孔36的位置確實且正確地配合。因此，可以容易地進行維修。

[第2實施例]

接著，說明本發明的第2實施例。在第2實施例的雷射加工裝置50中，除了設有朝向被加工物W進行空氣噴射的空氣噴射手段52的點，是與第1實施例的雷射加工裝置1不同以外，其他是與第1實施例的雷射加工裝置1同樣的結構。

第3圖，是本發明的第2實施例的雷射加工裝置50的噴嘴10附近的擴大圖。如此第3圖所示，雷射加工裝置50，是與第1實施例的雷射加工裝置1同樣地，具有被安裝於雷射加工頭2的托架54，在此托架54中，設有將蓋56安裝用的蓋安裝部58。且，在蓋56的上方，在與噴嘴10之間形成有空間部57。

空氣噴射手段52，具備：空氣供給源60、及控制從空氣供給源60被供給的壓縮空氣的壓力用的空氣控制器62、及形成於蓋安裝部58內供壓縮空氣通過的空氣通路64、及將空氣通路64內的壓縮空氣作為空氣噴射朝向被加工物W的加工部附近噴射的空氣噴嘴66。空氣通路64，是在形成於蓋安裝部58的中央的切頭圓錐梯形的孔68的外側環狀地形成。空氣噴嘴66，是將空氣通路64及孔68連通，在孔68開口。

在如此構成的雷射加工裝置50中，與第1實施例同樣地，藉由液體噴射手段6從噴嘴10將噴流液柱F，通過蓋56的貫通孔70朝向被加工物W噴出，將藉由雷射光學系12在噴嘴10的上端開口附近被集光的雷射朝噴流液柱F內導引，將被加工物W雷射加工。蓋56，是防止與被加工物W接觸而彈回的水朝噴嘴10附著且與噴流液柱F接觸。

從空氣供給源60被供給的壓縮空氣，是通過空氣通路64從空氣噴嘴66被噴射。從空氣噴嘴66被噴射的空氣噴射，是朝向被加工物W的加工部附近(加工部周圍)被噴射，將與被加工物W接觸而彈回的水朝被加工物W側壓住，抑制水的濺返。且，藉由空氣噴射將滯留於被加工物W的加工部的水朝加工部周圍推出排出。

依據如此構成的本實施例，藉由第1實施例的雷射加工裝置1所獲得的效果以外，也可獲得如以下的效果。

因為在雷射加工裝置50設有空氣噴射手段52，所以可以抑制來自被加工物W的水的彈回。由此，可以更確實地防止朝噴嘴10的水的附著及噴流液柱F的擾亂。

且，因為空氣噴射手段52，是朝向被加工物W的加工部附近進行空氣噴射，所以可以將滯留於加工部的水除去。這是因為特別是因為即使水容易滯留在被加工物W的加工部深掘加工，也可以將加工部的水藉由空氣噴射積極地排除，所以有用。

本發明不限定於以上的實施例，例如，蓋不是對於托架可裝卸也可以。蓋，是對於例如托架被固定，托架是對於雷射加工頭可裝卸地被設置也可以。或者是蓋及托架不是對於雷射加工頭可裝卸自如地被設置也可以。進一步，蓋不限定於透過托架被安裝的構造，例如直接被安裝在雷射加工頭也可以。

孔的直徑，是噴流液柱的直徑以上，噴流液柱的直徑的20倍以下較佳，10倍以下更佳。

蓋的形狀、尺寸、材料等，可以對應雷射加工裝置的規格和加工條件等任意設定，不限定於前述的實施例態樣的揭示。即，例如蓋的形狀，不限定於圓形，可以採用矩形等任意的形狀。對於蓋的噴嘴的位置，例如從噴嘴的上面直到蓋的上面為止的距離，不限定於前述的實施例揭示的範圍，可以確保良好的加工性能且可防止朝噴流液體的噴嘴的附著的話可以任意地設定。

將蓋安裝用的托架，在前述的實施例中雖形成圓筒狀，但是不限定於此，對應雷射加工頭的形狀的例如角柱狀也可以。

在噴嘴及蓋之間形成的空間部的形狀不限定於圓柱狀，可以採用任意的形狀，但是例如將蓋安裝用的托架是形成角柱狀的情況時，空間部也具有形成角柱狀的情況。且，空間部的尺寸，即沿著噴流液柱的方向的尺寸及與噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸，雖是前述的實施例的揭示範圍較佳，但是不限定於此雷射加工頭和噴嘴的形狀，可 以對應配置等任意地設定。又，空間部是形成圓柱狀以外的形狀的情況時，與噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸，是可以使從噴流液柱直到空間部的外緣為止的最小距離成為適當的方式被設定。

空氣噴射手段，例如只有設置蓋就可以充分地防止朝液體的噴嘴的附著的情況等時，不設置也可以。即，空氣噴射手段，即使未設置也可以。

[實施例]

為了確認本發明的效果，進行如以下的實驗。

[實施例1]

使用第1實施例的雷射加工裝置1，進行金屬板的穿孔加工。被加工物W，是使用SUS的板狀構件，厚度t，是使用0.3mm、0.5mm、0.6mm及1.0mm者。將噴嘴10的孔徑100μm，從高壓泵22被壓送的水的壓力為10MPa，雷射頻率為13kHz，雷射輸出為40W。

在維持雷射加工裝置1的設置台在靜止的狀態下，將被導引至噴流液柱F內的雷射朝被加工物W照射，觀察是否有在金屬板形成貫通孔。對於各厚度的被加工物W，各進行10個試驗。

[比較例1]

在從第1實施例的雷射加工裝置1將托架28及蓋30取下的狀態下，進行與實施例1同樣的穿孔加工。被加工物W的厚度t是使用0.3mm者進行10個試驗。其他的實驗條件，是與實施例1相同。

[實施例1及比較例1的結果對比]

在實施例1中，對於厚度t為0.3mm、0.5mm及0.6mm的被加工物W，藉由將雷射照射1秒鐘，在10個的試驗片中形成10個貫通孔。且，對於厚度t為1.0mm的被加工物W，藉由將雷射照射5秒鐘，在10個的試驗片中形成8個貫通孔。

另一方面，在比較例1中，對於厚度t為0.3mm者將雷射照射1秒鐘，及將雷射照射5秒鐘的二種情況，在10個的試驗片中雙方皆1個貫通孔也未形成。

從以上可知，由實施例1中的雷射加工裝置1所產生的雷射加工的雷射的傳送效率，是比比較例1中的雷射加工更佳，可以確認雷射加工性能優異。

[實施例2]

使用第1實施例的雷射加工裝置1，進行金屬材料的直線溝掘加工。

被加工物W，是使用SUS。噴嘴10的孔徑為60μm，從高壓泵22被壓送的水的壓力為18MPa，雷射頻率為10kHz，雷射輸出為15W，將雷射加工裝置1的設置台，一邊由給進速度2mm/秒直線移動一邊往復預定次數，進行在被加工物W形成直線狀溝的加工。

[比較例2]

在從第1實施例的雷射加工裝置1將托架28及蓋30取下的狀態下，進行與實施例2同樣的直線溝掘加工。其他的實驗條件，是與實施例2相同。

[實施例2及比較例2的對比]

在實施例2中，藉由將雷射往復5次，而形成深度約1.8mm的溝。且，藉由將雷射往復10次，而形成深度約2.3mm的溝。

另一方面，在比較例2中，藉由將雷射往復5次，而形成深度約1.6mm的溝。且，藉由將雷射往復10次，而形成深度約1.7mm的溝。

如以上，可了解在實施例2中，將雷射照射的往復次數增加的話，所形成的溝的深度會隨其增加。對於此，在比較例2中，即使將雷射照射的往復次數增加，溝的深度也幾乎未增加。即，在比較例2的雷射加工裝置中，即使將雷射的照射的往復次數增加，也無法形成深度為一定以上的溝。

從以上可知，由實施例2中的雷射加工裝置1所產生的雷射加工的雷射加工的傳送效率，是比比較例2中的雷射加工更佳，可以確認雷射加工性能優異。

F．．．噴流液柱

W．．．被加工物

1．．．雷射加工裝置

2．．．雷射加工頭

4．．．光學裝置

6．．．液體噴射手段

8．．．外殼

10．．．噴嘴

12．．．雷射光學系

14．．．雷射振盪器

16．．．集光透鏡

18．．．液體供給源

20．．．液體處理裝置

22．．．高壓泵

24．．．高壓過濾器

26．．．液體流路

28．．．托架

30．．．蓋

31．．．空間部

32．．．蓋安裝部

34．．．孔

36．．．貫通孔

50．．．雷射加工裝置

52．．．空氣噴射手段

54．．．托架

56．．．蓋

57．．．空間部

58．．．蓋安裝部

60．．．空氣供給源

62．．．空氣控制器

64．．．空氣通路

66．．．空氣噴嘴

68．．．孔

70．．．貫通孔

[第1圖]顯示本發明的第1實施例的雷射加工裝置的整體的概略構成圖。

[第2圖]本發明的第1實施例的雷射加工裝置的部分擴大圖。

[第3圖]本發明的第2實施例的雷射加工裝置的部分擴大圖。

F．．．噴流液柱

W．．．被加工物

1．．．雷射加工裝置

2．．．雷射加工頭

8．．．外殼

10．．．噴嘴

16．．．集光透鏡

26．．．液體流路

28．．．托架

30．．．蓋

31．．．空間部

32．．．蓋安裝部

34．．．孔

36．．．貫通孔

Claims (6)

1. 一種雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從前述噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將前述被加工物加工，其特徵為：具備蓋，該蓋被配置在前述噴嘴及前述被加工物之間，保護前述噴嘴及前述噴流液柱以免受到從被噴射的前述噴流液體的彈回影響，在該蓋中，形成有從前述噴嘴被噴射的噴流液柱可通過的孔，該孔的直徑，是前述噴流液柱的直徑以上，前述噴流液柱的直徑的20倍以下，從前述噴嘴的上面直到前述蓋的上面為止的距離為4~40mm，在前述蓋的上面設有空間部，該空間部的沿著前述噴流液柱的方向的尺寸為2mm以上，且與前述噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸為5mm以上。
2. 如申請專利範圍第1項的雷射加工裝置，其中，前述孔，是藉由被導引至從前述噴嘴被噴射的前述噴流液柱內的雷射所形成。
3. 如申請專利範圍第1或2項的雷射加工裝置，其中，前述蓋是形成薄板狀。
4. 如申請專利範圍第1或2項的雷射加工裝置，其中 ，進一步有空氣噴射手段，該空氣噴射手段被配置在前述蓋及前述被加工物之間，朝向前述被加工物進行空氣噴射。
5. 一種雷射加工裝置的製造方法，該雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從前述噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將前述被加工物加工，其特徵為，包含：在前述噴嘴及前述被加工物之間，安裝供保護前述噴嘴及前述噴流液柱以免受到從被噴射的前述噴流液體的彈回影響用蓋的步驟；及在前述蓋，藉由被照射導引至前述噴流液柱內的雷射，形成前述噴流液柱可通過的孔的步驟，並且，該孔的直徑，是前述噴流液柱的直徑以上，前述噴流液柱的直徑的20倍以下，從前述噴嘴的上面直到前述蓋的上面為止的距離為4~40mm，在前述蓋的上面設有空間部，該空間部的沿著前述噴流液柱的方向的尺寸為2mm以上，且與前述噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸為5mm以上。
6. 一種雷射加工方法，是雷射加工裝置的雷射加工方法，該雷射加工裝置，具備：將雷射發生的雷射振盪器、及將噴流液體噴射至被加工物的噴嘴，藉由被導引至從前述噴嘴被噴射的噴流液柱內的雷射將前述被加工物加工，其特徵為，包含：在前述噴嘴及前述被加工物之間，安裝供保護前述噴 嘴及前述噴流液柱以免受到從被噴射的前述噴流液體的彈回影響用蓋的步驟；及在前述蓋，藉由被照射導引至前述噴流液柱內的雷射，形成前述噴流液柱可通過的孔的步驟；及藉由被導引至通過前述孔的前述噴流液柱內的雷射將前述被加工物加工的步驟，並且，該孔的直徑，是前述噴流液柱的直徑以上，前述噴流液柱的直徑的20倍以下，從前述噴嘴的上面直到前述蓋的上面為止的距離為4~40mm，在前述蓋的上面設有空間部，該空間部的沿著前述噴流液柱的方向的尺寸為2mm以上，且與前述噴流液柱略垂直交叉的方向的尺寸為5mm以上。