WO2015136948A1 - レーザ加工方法 - Google Patents

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processing
groove
trim
laser
laser beam
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寺山慶介
小原潤
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株式会社アマダミヤチ
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    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing method for forming a groove having a predetermined depth by irradiating a workpiece with a laser beam for groove processing.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-288752 describes a laser processing method for forming a groove having a predetermined depth by scanning a workpiece with laser light.
  • burrs may be generated around the groove opening on the outer surface of the workpiece. Such burrs may deteriorate the appearance quality of the product and may not satisfy the processing accuracy required for the workpiece.
  • flash is processed with the laser beam for groove processing, a groove
  • the present invention has been made in consideration of such a problem, and can remove burrs generated around the opening of the groove on the outer surface of the workpiece, and has excellent appearance quality and high processing accuracy.
  • An object is to provide a laser processing method capable of obtaining a product.
  • the laser processing method includes a groove processing step of irradiating a workpiece with laser light for groove processing to form a groove having a predetermined depth, and an opening of the groove on the outer surface of the workpiece during the groove processing step.
  • the trim processing step of processing the burrs by irradiating the burrs generated around the burrs, and the amount of energy per unit area of the trim processing laser beams irradiated to the burrs is: It is smaller than the energy amount per unit area of the laser beam for groove processing irradiated to the workpiece.
  • the energy amount per unit area of the trim processing laser light irradiated to the burr is made smaller than the energy amount per unit area of the groove processing laser light irradiated to the workpiece. Therefore, burrs generated around the opening of the groove on the outer surface of the workpiece can be removed, and a product with excellent appearance quality and high processing accuracy can be obtained.
  • the trim processing laser beam may be scanned over the entire trim processing region that is slightly larger than the groove bottom surface constituting the groove.
  • burrs generated around the opening of the groove on the outer surface of the workpiece can be surely removed and the groove bottom can be smoothed. Thereby, it is possible to efficiently obtain a product having excellent appearance quality and high processing accuracy.
  • the trim processing laser beam in the trim processing step, may be continuously scanned over the entire trim processing region.
  • the cycle time of the trim processing step can be shortened. Can be planned.
  • the entire trim processing region may be scanned a plurality of times with the trim processing laser light.
  • the amount of energy per unit time and unit area of the trim processing laser light irradiated to the trim processing region can be made relatively small, so that the workpiece can be burned by the trim processing laser light.
  • the burr can be removed while suppressing.
  • the trim processing laser in the trim processing step, after the trim processing laser beam is scanned over the entire trim processing region, the trim processing laser is applied to the entire surface of the region that is slightly larger than the trim processing region. Light may be scanned.
  • the trim processing laser light is surely irradiated to the portion extending to the outside of the burr. be able to. Thereby, a burr
  • a burr processing surface formed by irradiating the trim processing laser light to the burr may be recessed from the outer surface of the workpiece.
  • burrs can be more reliably removed.
  • the first groove processing laser irradiated to the workpiece by performing a main processing step of processing the groove bottom surface by irradiating the groove bottom surface constituting the preliminary groove with the second groove processing laser light.
  • the amount of energy per unit area of light is larger than the amount of energy per unit area of the trim processing laser light irradiated to the burrs, and the second groove processing laser light irradiated to the groove bottom surface. It may be smaller than the amount of energy per unit area.
  • burrs generated around the groove opening on the outer surface of the workpiece during the pre-machining process are formed in the main machining process. It can be suppressed from becoming high inside. That is, the height of the burr can be reduced as compared with the case where a groove having a predetermined depth is formed by irradiating the workpiece with the second groove processing laser beam without performing the pre-processing step. Therefore, even when a relatively deep groove is formed, burrs can be easily removed by the trim processing step.
  • the groove processing laser beam in the groove processing step, may be continuously scanned over the entire surface of a predetermined groove processing region.
  • the cycle time of the grooving process is shortened compared to the case where the grooving area is divided into a plurality of small areas and the grooving laser beam is individually scanned in each small area. be able to.
  • the energy amount per unit area of the trimming laser beam irradiated to the burr is made smaller than the energy amount per unit area of the groove processing laser light irradiated to the workpiece. Can be removed, and a product having excellent appearance quality and high processing accuracy can be obtained.
  • FIG. 4A is a plan view of a workpiece for explaining the pre-machining step
  • FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the workpiece obtained by the pre-machining step
  • FIG. 3C is a plan view of the workpiece for explaining the main machining step
  • 3D is a longitudinal sectional view of a workpiece obtained by the main machining process.
  • FIG. 4A is a plan view of the workpiece for explaining the first to third trim processing steps
  • FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the workpiece obtained by the first trim processing step
  • FIG. 4C is obtained by the second trim processing step.
  • 4D is a longitudinal sectional view of a product obtained by the third trimming process.
  • FIG. 4D is a perspective view of the product shown in FIG. 4D.
  • the laser processing apparatus 10 is for condensing and irradiating laser light L on the outer surface of a work W to form a groove (deep groove) 38, and the work W is placed thereon.
  • a processing table 12 and a laser processing apparatus main body 14 for irradiating the workpiece W with a predetermined laser beam L are provided.
  • the workpiece W may be a metal plate such as SPCC (cold rolled steel plate) or SUS304 (stainless steel). However, the shape, material, and the like of the workpiece W can be arbitrarily selected.
  • the processing table 12 is configured to be able to fix the workpiece W in a predetermined posture.
  • the processing table 12 may be movable with respect to the laser processing apparatus main body 14 along a plane orthogonal to the optical axis of the laser light L irradiated to the workpiece W by a driving unit (not shown), for example.
  • the laser processing apparatus body 14 includes a laser oscillator 16 that oscillates laser light L having a predetermined wavelength, a galvano scanner 18 that scans the outer surface of the workpiece W with the laser light L oscillated from the laser oscillator 16, and a galvano scanner 18.
  • the f (theta) lens 20 which condenses the laser beam L guide
  • the laser oscillator 16 is configured as a so-called fiber laser oscillator.
  • the laser oscillator 16 is not limited to a fiber laser oscillator, and various laser oscillators such as a YAG laser oscillator, a CO 2 laser oscillator, a semiconductor laser oscillator, or an excimer laser oscillator can be adopted.
  • the laser oscillator 16 oscillates a pulsed laser beam, but may oscillate a continuous laser beam.
  • the galvano scanner 18 includes a first mirror 24 that scans the laser beam L in the X direction (left and right direction in FIG. 1), and a second mirror 26 that scans the laser beam L in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). And have.
  • Each of the first mirror 24 and the second mirror 26 is configured to be rotatable under the action of a motor (not shown) driven and controlled by the control unit 22.
  • the f ⁇ lens 20 condenses and irradiates the workpiece W with the laser light L guided from the second mirror 26.
  • the control unit 22 controls the laser oscillator 16 and the galvano scanner 18 based on laser processing conditions (the shape and material of the workpiece W) input to the laser processing apparatus main body 14 by an input unit (not shown). Specifically, the control unit 22 adjusts the LD (LaserLDDiode) current value, pulse repetition frequency, and the like by controlling the laser oscillator 16, and adjusts the scan speed by controlling the motor of the galvano scanner 18. .
  • LD LaserLDDiode
  • control unit 22 adjusts parameters such as the LD current value, the pulse repetition frequency, and the scan speed, thereby adjusting the laser light L (the first groove processing laser light L1 and the second laser light L2 irradiated to the workpiece W).
  • the amount of energy per unit area of the groove processing laser beam L2 and the trim processing laser beam L3) can be changed.
  • the laser processing apparatus 10 is basically configured as described above, and a laser processing method using the laser processing apparatus 10 will be described below.
  • a laser processing method for forming a rectangular groove 38 in a plan view on a workpiece W that is a metal plate using the laser processing apparatus 10 will be described.
  • the workpiece W is fixed to the machining table 12 in a predetermined posture so that the predetermined groove processing region 30 of the workpiece W is positioned within the irradiation range of the laser light L.
  • a groove machining step for forming a groove 38 having a predetermined depth on the workpiece W is performed.
  • the groove machining process of the present embodiment includes a pre-machining process and a main machining process.
  • the preliminary groove 32 is formed by irradiating the groove processing region 30 of the workpiece W with the first groove processing laser beam L1 (see step S1, FIG. 3A and FIG. 3B in FIG. 2).
  • the preliminary groove 32 is formed on the entire surface of the groove processing region 30 by continuously scanning the first groove processing laser beam L1 a plurality of times.
  • the first groove processing laser beam L1 is reciprocally scanned a plurality of times in a straight line along the longitudinal direction while shifting by a predetermined pitch P in the short direction of the groove processing region 30 (FIG. (See solid line arrow 3A).
  • 3A indicates the spot movement (scanning pattern) of the first groove processing laser beam L1. The same applies to the solid arrow in FIG. 3C described later.
  • the pitch (interval) P of the scanning lines adjacent in the short direction of the groove processing region 30 is set to be smaller than the spot diameter (diameter) of the first groove processing laser beam L1 irradiated to the workpiece W, for example.
  • the pitch P of the scanning lines can be set arbitrarily.
  • the scanning pattern of the first groove processing laser beam L1 is not limited to the example of FIG. 3A described above, and can be arbitrarily set.
  • the first grooving laser beam L1 may be reciprocally scanned a plurality of times in a straight line along the short direction while shifting a predetermined pitch P in the longitudinal direction of the grooving region 30, or the first grooving laser beam.
  • L1 may be continuously scanned spirally over the entire surface of the groove processing region 30.
  • the number of times of scanning the first groove processing laser beam L1 over the entire surface of the groove processing region 30 can be arbitrarily set, and can be set to, for example, 5 to 15 times.
  • the focal point of the first groove processing laser beam L1 is set on the outer surface of the workpiece W. Thereby, the preliminary
  • the focal position of the first groove machining laser beam L1 with respect to the workpiece W can be arbitrarily set.
  • the metal melted by the first groove processing laser beam L1 adheres and solidifies around the opening of the preliminary groove 32 on the outer surface of the workpiece W, thereby generating burrs (residues) 34. (See FIG. 3B).
  • the groove depth of the preliminary groove 32 formed in the pre-processing step is substantially the same as the height of the burr 34 and is substantially half the target depth of the groove 38.
  • the groove bottom surface 36 is processed by irradiating the groove bottom surface 36 constituting the preliminary groove 32 with the second groove processing laser beam L2 so that the groove depth of the preliminary groove 32 becomes a predetermined depth.
  • the second groove processing laser beam L2 is continuously scanned a plurality of times on the entire surface of the groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32.
  • the scanning pattern of the second groove processing laser beam L2 in the main processing step in the present embodiment is the same as the scanning pattern of the first groove processing laser beam L1 in the pre-processing step described above.
  • the groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32 is irradiated by setting the repetition frequency smaller without changing the LD current value and the scanning speed as compared with the first groove processing laser beam L1.
  • the main processing energy amount per unit area of the second groove processing laser beam L2 is set larger than the pre-processing energy amount per unit area of the first groove processing laser beam L1 irradiated on the outer surface of the workpiece W. Yes. Therefore, the groove bottom surface 36 constituting the preliminary groove 32 can be processed efficiently.
  • the number of times the second groove processing laser beam L2 is scanned over the entire groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32 (the number of overwriting times) can be arbitrarily set, and can be set to 10 to 20 times, for example.
  • the focal point of the second groove machining laser beam L2 is set on the outer surface of the workpiece W.
  • the control of laser processing can be simplified.
  • the focal position of the second groove machining laser beam L2 with respect to the workpiece W can be set to an arbitrary position, and may be set to the groove bottom surface 36, for example.
  • the groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32 is processed with the second groove processing laser beam L2 to form the groove 38 having a predetermined depth.
  • the metal melted by the second grooving laser beam L2 does not adhere to the burr 34 generated during the pre-machining process, and adheres to and solidifies on the side surface of the groove constituting the preliminary groove 32, for example. Therefore, the burr 34 generated during the pre-processing step does not increase in the main processing step.
  • the trim processing step of the present embodiment includes a first trim processing step, a second trim processing step, and a third trim processing step.
  • the trim processing laser light L3 is continuously scanned a plurality of times over the entire surface of the first trim processing region 42 that is slightly larger than the groove bottom surface 40 of the groove 38 formed in the main processing step.
  • the burr 34 and the groove bottom surface 40 are processed (see step S3, FIG. 4A and FIG. 4B).
  • the first trim processing region 42 is set to a size that includes the square annular burr 34.
  • the first trim processing region 42 (The trim processing energy amount per unit area of the trim processing laser beam L3 irradiated to the burr 34) is made smaller than the pre-processing energy amount. Therefore, it is possible to process the burr 34 step by step and smooth the groove bottom surface 40.
  • the number of times that the trim processing laser light L3 is scanned over the entire surface of the first trim processing region 42 can be arbitrarily set, and can be set to 2 to 5 times, for example.
  • the focus of the trim processing laser beam L3 in the first trim processing step is set on the outer surface of the workpiece W.
  • the burr 34 can be processed efficiently, and it is not necessary to adjust the focal position between the groove processing step and the first trim processing step, so that control of laser processing can be simplified.
  • the focal position of the trimming laser beam L3 with respect to the workpiece W can be arbitrarily set.
  • the trim processing laser light L3 is irradiated to the first trim processing region 42 that is slightly larger than the groove bottom surface 40 of the groove 38, trimming to the region outside the burr 34 is performed.
  • the burr 34 can be reliably irradiated with the trimming laser beam L3 while suppressing the irradiation of the processing laser beam L3.
  • the burr 34 is processed by the trimming laser beam L3 and spreads outside the groove 38, and the groove bottom surface 40 is smoothed.
  • the trim processing laser light L3 is continuously scanned a plurality of times over the entire surface of the second trim processing region 44 that is slightly larger than the first trim processing region 42, thereby causing the burrs 34 and grooves to be scanned.
  • the bottom surface 40 is further processed (see step S4, FIG. 4A and FIG. 4C).
  • the second trim processing region 44 is set so as to include the burr 34 processed by the first trim processing step.
  • the same processing as the first trim processing step described above is performed except that the processing area becomes wider than the first trim processing region 42. Therefore, detailed description is omitted.
  • the trim processing laser light L3 is continuously scanned a plurality of times over the entire surface of the third trim processing region 46, which is slightly larger than the second trim processing region 44, so that the burrs 34 and grooves are formed.
  • the bottom surface 40 is further processed (see step S5, FIG. 4A and FIG. 4D).
  • the third trim processing region 46 is set so as to include the burr 34 processed by the second trim processing step.
  • the same processing as that of the second trim processing step described above is performed except that the processing region becomes wider than the second trim processing region 44. Therefore, detailed description is omitted.
  • the trim processing laser beam L3 is irradiated to the third trim processing region 46 that is slightly larger than the second trim processing region 44, so trimming to the region outside the burr 34 is performed. While suppressing the irradiation of the processing laser beam L3, it is possible to reliably irradiate the trim processing laser beam L3 to the burr 34 spreading outside the groove 38 in the second trim processing step. Thereby, the burr 34 is completely removed and the groove bottom surface 40 is further smoothed.
  • the burr processed surface 48 formed by processing the burr 34 can be recessed from the outer surface of the workpiece W.
  • the depth dimension of the burr processing surface 48 is sufficiently smaller than the depth dimension of the groove 38, for example, 10% or less of the depth dimension of the groove 38.
  • the high-quality product 50 in which the groove 38 having a predetermined depth without the burr 34 is formed on the outer surface is processed (see FIG. 5).
  • the amount of trim processing energy per unit area of the trim processing laser beam L3 irradiated to the burr 34 is set to the amount of energy per unit area of the groove processing laser beam irradiated to the workpiece W (the amount of pre-processing energy and the main processing). Less than the amount of energy). Therefore, the burr 34 generated around the opening of the groove 38 on the outer surface of the workpiece W can be removed, and the product 50 having excellent appearance quality and high processing accuracy can be obtained.
  • a main processing step is performed in which the groove bottom surface 36 is formed by irradiating the groove bottom surface 36 constituting the groove 32 with the second groove processing laser beam L2.
  • the second groove processing for irradiating the groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32 with the pre-processing energy amount per unit area of the first groove processing laser beam L1 irradiated to the workpiece W being larger than the trim processing energy amount. This is smaller than the main processing energy amount per unit area of the laser beam L2.
  • the burr 34 generated around the opening of the groove 38 on the outer surface of the work W during the pre-machining process from becoming high during the main machining process. That is, the height of the burr 34 can be reduced as compared with the case where the groove W having a predetermined depth is formed by irradiating the workpiece W with the second groove processing laser light L2 without performing the pre-processing step. . Therefore, even when the relatively deep groove 38 is formed, the burr 34 can be easily removed by the trim processing step.
  • the grooving region 30 is divided into a plurality of small regions.
  • the cycle time of the pre-processing step can be shortened as compared with the case where the first groove processing laser beam L1 is individually scanned in each small region.
  • the second groove processing laser beam L2 is continuously scanned over the entire surface of the groove bottom surface 36 of the preliminary groove 32. Therefore, the groove bottom surface 36 is divided into a plurality of small regions.
  • the cycle time of the main processing step can be shortened as compared with the case where the second groove processing laser beam L2 is individually scanned in the region.
  • the first to third trim processing steps are performed in the trim processing step. Then, in the first trim processing step, the trim processing laser light L3 is scanned over the entire surface of the first trim processing region 42 that is slightly larger than the groove bottom surface 40 constituting the groove 38 formed in the main processing step. Therefore, the burr 34 generated around the opening of the groove 38 on the outer surface of the workpiece W can be reliably removed and the groove bottom surface 40 can be smoothed. Therefore, it is possible to efficiently obtain the product 50 having excellent appearance quality and high processing accuracy.
  • the trim processing laser light L3 is scanned over the entire surface of the second trim processing region 44 that is slightly larger than the first trim processing region 42.
  • the second trim processing step is performed.
  • the trim processing laser beam L3 is scanned over the entire surface of the third trim processing region 46 that is slightly larger than the region 44.
  • the trim processing laser light L3 is continuously scanned over the entire surface of the first to third trim processing regions 42, 44, 46. Therefore, the first to third trim processing regions 42, 44 are scanned. , 46 can be divided into a plurality of small regions, and the trim processing step cycle time can be shortened as compared with the case where each small region is individually scanned with the trimming laser beam L3.
  • the trim processing laser light L3 is scanned over the entire surface of the first to third trim processing regions 42, 44, 46 a plurality of times, the first to third trim processing regions 42, 44, 46 are irradiated.
  • the trim processing energy amount per unit time and unit area of the trim processing laser beam L3 can be made relatively small. Therefore, the burr 34 can be removed while suppressing the burning of the workpiece W by the trim processing laser light L3.
  • the laser processing method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various methods can be adopted without departing from the gist of the present invention.
  • the burr processing surface 48 after the burr 34 is completely removed in the third trim processing step is formed so as to be recessed from the outer surface of the workpiece W.
  • the burr 34 and the bulge may remain as long as there is no problem in the appearance or accuracy of the workpiece W.
  • the number of times the trim processing laser beam is scanned over the entire surface may be one instead of a plurality of times. In this case, the cycle time can be further shortened.
  • the groove processing step only the main processing step may be performed without performing the pre-processing step.
  • the groove 38 having a predetermined depth is formed by irradiating the workpiece W with the second groove processing laser beam (groove processing laser beam)
  • the cycle time of the groove processing step is shortened.
  • the trim processing laser beam may be irradiated to the burrs without irradiating the bottom surface of the groove forming the groove formed in the groove processing step.
  • the third trim processing step may be performed without performing at least one of the first trim processing step and the second trim processing step.

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Abstract

　レーザ加工方法は、ワーク（Ｗ）に溝加工用レーザ光（Ｌ１、Ｌ２）を照射して所定深さの溝（３８）を形成する溝加工工程と、溝加工工程中に前記ワーク（Ｗ）の外表面における前記溝（３８）の開口部の周囲に発生したバリ（３４）にトリム加工用レーザ光（Ｌ３）を照射してバリ（３４）を加工するトリム加工工程と、を行う。バリ（３４）に照射されるトリム加工用レーザ光（Ｌ３）の単位面積当たりのエネルギー量は、ワーク（Ｗ）に照射される溝加工用レーザ光（Ｌ１、Ｌ２）の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さい。

Description

レーザ加工方法
　本発明は、ワークに溝加工用レーザ光を照射して所定深さの溝を形成するレーザ加工方法に関する。
　例えば、特開２０００－２８８７５２号公報には、ワークにレーザ光を走査して所定深さの溝を形成するレーザ加工方法が記載されている。
　しかしながら、レーザ光によりワークに溝を形成する場合、ワークの外表面における溝の開口部の周囲にバリ（残留物）が発生することがある。このようなバリは、製品の外観品質を低下させたり、ワークに求められる加工精度を満足できないことがある。なお、溝加工用のレーザ光によりバリを加工すると、溝幅（溝長）が大きくなると共に新たなバリが発生することがある。
　本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ワークの外表面における溝の開口部の周囲に発生したバリを除去することができ、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品を得ることができるレーザ加工方法を提供することを目的とする。
　本発明に係るレーザ加工方法は、ワークに溝加工用レーザ光を照射して所定深さの溝を形成する溝加工工程と、前記溝加工工程中に前記ワークの外表面における前記溝の開口部の周囲に発生したバリにトリム加工用レーザ光を照射して当該バリを加工するトリム加工工程と、を行い、前記バリに照射される前記トリム加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量は、前記ワークに照射される前記溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さい、ことを特徴とする。
　本発明に係るレーザ加工方法によれば、バリに照射されるトリム加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量をワークに照射される溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さくしているので、ワークの外表面における溝の開口部の周囲に発生したバリを除去することができ、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品を得ることができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記トリム加工工程では、前記溝を構成する溝底面よりも一回り大きいトリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光を走査してもよい。
　このような方法によれば、ワークの外表面における溝の開口部の周囲に発生したバリを確実に除去することができると共に溝底面を平滑化することができる。これにより、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品を効率的に得ることができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光を連続的に走査してもよい。
　このような方法によれば、トリム加工領域を複数の小領域に区分けして各小領域にトリム加工用レーザ光を個別に走査する場合と比較して、トリム加工工程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面を前記トリム加工用レーザ光で複数回走査してもよい。
　このような方法によれば、トリム加工領域に照射されるトリム加工用レーザ光の単位時間及び単位面積当たりのエネルギー量を比較的小さくすることができるので、トリム加工用レーザ光によるワークの焼けを抑えつつバリを除去することができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光を走査した後で、当該トリム加工領域よりも一回り大きい領域の全面に当該トリム加工用レーザ光を走査してもよい。
　このような方法によれば、トリム加工用レーザ光の照射によりバリが加工されて溝の外側に広がったとしても、当該バリの外側に広がった部位についてもトリム加工用レーザ光を確実に照射することができる。これにより、バリを確実に除去することができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記トリム加工工程では、前記バリに前記トリム加工用レーザ光を照射することにより形成されるバリ加工面を前記ワークの外表面よりも窪ませてもよい。
　このような方法によれば、バリを一層確実に除去することができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記溝加工工程では、前記ワークに第１溝加工用レーザ光を照射して予備溝を形成するプレ加工工程と、前記予備溝の溝深さが前記所定深さになるように当該予備溝を構成する溝底面に第２溝加工用レーザ光を照射して当該溝底面を加工するメイン加工工程と、を行い、前記ワークに照射される前記第１溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量は、前記バリに照射される前記トリム加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量よりも大きく、且つ前記溝底面に照射される前記第２溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さくてもよい。
　このような方法によれば、プレ加工工程とメイン加工工程により所定深さの溝を形成するので、プレ加工工程中にワークの外表面における溝の開口部の周囲に発生したバリがメイン加工工程中に高くなることを抑えることができる。すなわち、プレ加工工程を行わず、ワークに第２溝加工用レーザ光を照射して所定深さの溝を形成する場合と比較して、バリの高さを低くすることができる。よって、比較的深い溝を形成する場合であっても、トリム加工工程によるバリの除去を容易に行うことができる。
　上記のレーザ加工方法において、前記溝加工工程では、所定の溝加工領域の全面に前記溝加工用レーザ光を連続して走査してもよい。
　このような方法によれば、溝加工領域を複数の小領域に区分けして各小領域に溝加工用レーザ光を個別に走査する場合と比較して溝加工工程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
　本発明によれば、バリに照射されるトリム加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量をワークに照射される溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さくしているので、バリを除去することができ、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品を得ることができる。
本発明に係るレーザ加工方法に用いられるレーザ加工装置の模式図である。 前記レーザ加工方法を説明するためのフローチャートである。 図３Ａはプレ加工工程を説明するワークの平面図であり、図３Ｂはプレ加工工程により得られるワークの縦断面図であり、図３Ｃはメイン加工工程を説明するワークの平面図であり、図３Ｄはメイン加工工程により得られるワークの縦断面図である。 図４Ａは第１～第３トリム加工工程を説明するワークの平面図であり、図４Ｂは第１トリム加工工程により得られるワークの縦断面図であり、図４Ｃは第２トリム加工工程により得られるワークの縦断面図であり、図４Ｄは第３トリム加工工程により得られる製品の縦断面図である。 図４Ｄに示す製品の斜視図である。
　以下、本発明に係るレーザ加工方法についてそれに用いられるレーザ加工装置との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
　図１に示すように、レーザ加工装置１０は、ワークＷの外表面にレーザ光Ｌを集光照射して溝（深溝）３８を形成するためのものであって、ワークＷが載置される加工テーブル１２と、ワークＷに所定のレーザ光Ｌを照射するためのレーザ加工装置本体１４とを備える。
　ワークＷは、例えば、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）やＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）等の金属板を用いることができる。ただし、ワークＷの形状、材質等は任意に選択し得る。加工テーブル１２は、ワークＷを所定の姿勢で固定可能に構成されている。また、加工テーブル１２は、例えば、図示しない駆動手段によってワークＷに照射されるレーザ光Ｌの光軸と直交する平面に沿ってレーザ加工装置本体１４に対して移動可能であってもよい。
　レーザ加工装置本体１４は、所定波長のレーザ光Ｌを発振するレーザ発振器１６と、レーザ発振器１６から発振されたレーザ光ＬをワークＷの外表面に走査するためのガルバノスキャナ１８と、ガルバノスキャナ１８から導かれたレーザ光Ｌを集光するｆθレンズ２０と、制御部２２とを備える。
　本実施形態では、レーザ発振器１６は、いわゆる、ファイバレーザ発振器として構成されている。ただし、レーザ発振器１６は、ファイバレーザ発振器に限定されることはなく、ＹＡＧレーザ発振器、ＣＯ2レーザ発振器、半導体レーザ発振器、又はエキシマレーザ発振器等の種々のレーザ発振器を採用し得る。また、本実施形態では、レーザ発振器１６はパルスレーザ光を発振するが、連続レーザ光を発振しても構わない。
　ガルバノスキャナ１８は、レーザ光ＬをＸ方向（図１の左右方向）に走査する第１ミラー２４と、レーザ光ＬをＹ方向（図１の紙面と直交する方向）に走査する第２ミラー２６とを有する。第１ミラー２４及び第２ミラー２６のそれぞれは、制御部２２にて駆動制御される図示しないモータの作用下に回動可能に構成されている。ｆθレンズ２０は、第２ミラー２６から導かれたレーザ光ＬをワークＷに集光照射する。
　制御部２２は、図示しない入力手段によりレーザ加工装置本体１４に入力されるレーザ加工条件（ワークＷの形状及び材質等）に基づいてレーザ発振器１６及びガルバノスキャナ１８を制御する。具体的には、制御部２２は、レーザ発振器１６を制御することによりＬＤ（Laser Diode）電流値及びパルス繰り返し周波数等を調整し、ガルバノスキャナ１８の上記モータを制御することによりスキャン速度を調整する。
　このように、制御部２２は、ＬＤ電流値、パルス繰り返し周波数、及びスキャン速度等のパラメータを調整することにより、ワークＷに照射されるレーザ光Ｌ（第１溝加工用レーザ光Ｌ１、第２溝加工用レーザ光Ｌ２、及びトリム加工用レーザ光Ｌ３）の単位面積当たりのエネルギー量を変更することができる。
　本実施形態に係るレーザ加工装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、レーザ加工装置１０を用いたレーザ加工方法について説明する。ここでは、レーザ加工装置１０を用いて金属板であるワークＷに平面視で矩形状の溝３８を形成するレーザ加工方法について説明する。
　先ず、準備工程として、ワークＷの所定の溝加工領域３０がレーザ光Ｌの照射範囲内に位置するようにワークＷを所定姿勢で加工テーブル１２に固定する。
　続いて、ワークＷに所定深さの溝３８を形成する溝加工工程を行う。本実施形態の溝加工工程は、プレ加工工程とメイン加工工程とからなる。プレ加工工程では、ワークＷにおける溝加工領域３０に第１溝加工用レーザ光Ｌ１を照射して予備溝３２を形成する（図２のステップＳ１、図３Ａ及び図３Ｂ参照）。具体的には、溝加工領域３０の全面に第１溝加工用レーザ光Ｌ１を連続的に複数回走査することにより予備溝３２を形成する。
　本実施形態におけるプレ加工工程では、第１溝加工用レーザ光Ｌ１を溝加工領域３０の短手方向に所定ピッチＰずらしながら長手方向に沿って直線状に連続的に複数回往復走査する（図３Ａの実線矢印を参照）。なお、図３Ａの実線矢印は、第１溝加工用レーザ光Ｌ１のスポットの動き（走査パターン）を示している。後述する図３Ｃの実線矢印についても同様である。
　溝加工領域３０の短手方向に隣接する走査ラインのピッチ（間隔）Ｐは、例えば、ワークＷに照射される第１溝加工用レーザ光Ｌ１のスポット径（直径）よりも小さく設定される。この場合、溝加工領域３０の短手方向に隣接する走査ラインの中間部においても第１溝加工用レーザ光Ｌ１が照射されるため、溝加工領域３０の全面を確実に加工することができる。ただし、走査ラインのピッチＰは、任意に設定し得る。
　第１溝加工用レーザ光Ｌ１の走査パターンは、上述した図３Ａの例に限定されず、任意に設定可能である。例えば、第１溝加工用レーザ光Ｌ１を溝加工領域３０の長手方向に所定ピッチＰずらしながら短手方向に沿って直線状に複数回往復走査してもよいし、第１溝加工用レーザ光Ｌ１を溝加工領域３０の全面に渦巻き状に連続的に走査してもよい。後述する第２溝加工用レーザ光Ｌ２及びトリム加工用レーザ光Ｌ３の走査パターンについても同様である。
　溝加工領域３０の全面に第１溝加工用レーザ光Ｌ１を走査する回数（重ね書き回数）は、任意に設定可能であり、例えば、５～１５回に設定し得る。第１溝加工用レーザ光Ｌ１の焦点は、ワークＷの外表面に設定されている。これにより、予備溝３２を効率的に加工することができる。ただし、ワークＷに対する第１溝加工用レーザ光Ｌ１の焦点位置は、任意に設定可能である。
　このようなプレ加工工程では、第１溝加工用レーザ光Ｌ１により溶融した金属がワークＷの外表面における予備溝３２の開口部の周囲に付着固化することによりバリ（残留物）３４が発生する（図３Ｂ参照）。プレ加工工程で形成される予備溝３２の溝深さは、バリ３４の高さと略同一であると共に溝３８の目標深さの略半分の深さになっている。
　次に、メイン加工工程において、予備溝３２の溝深さが所定深さとなるように予備溝３２を構成する溝底面３６に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を照射して当該溝底面３６を加工する（ステップＳ２、図３Ｃ及び図３Ｄ参照）。具体的には、予備溝３２の溝底面３６の全面に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を連続的に複数回走査する。
　本実施形態におけるメイン加工工程の第２溝加工用レーザ光Ｌ２の走査パターンは、上述したプレ加工工程における第１溝加工用レーザ光Ｌ１の走査パターンと同じである。なお、後述する第１～第３トリム加工工程におけるトリム加工用レーザ光Ｌ３の走査パターンについても同様である。ただし、プレ加工工程の第１溝加工用レーザ光Ｌ１の走査パターン、メイン加工工程の第２溝加工用レーザ光Ｌ２の走査パターン、及び第１～第３トリム加工工程のトリム加工用レーザ光Ｌ３の走査パターンは、互いに異なっていてもよい。
　このメイン加工工程では、例えば、第１溝加工用レーザ光Ｌ１と比較してＬＤ電流値及びスキャン速度を変更することなく繰り返し周波数を小さく設定することにより、予備溝３２の溝底面３６に照射される第２溝加工用レーザ光Ｌ２の単位面積当たりのメイン加工エネルギー量をワークＷの外表面に照射される第１溝加工用レーザ光Ｌ１の単位面積当たりのプレ加工エネルギー量よりも大きくしている。そのため、予備溝３２を構成する溝底面３６を効率的に加工することができる。
　予備溝３２の溝底面３６の全面に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を走査する回数（重ね書き回数）は、任意に設定可能であり、例えば、１０～２０回に設定し得る。
　第２溝加工用レーザ光Ｌ２の焦点は、ワークＷの外表面に設定されている。この場合、プレ加工工程とメイン加工工程とで焦点位置の調整をする必要がないためレーザ加工の制御を簡素化することができる。ただし、ワークＷに対する第２溝加工用レーザ光Ｌ２の焦点位置は、任意の位置に設定可能であり、例えば、溝底面３６に設定しても構わない。
　このようなメイン加工工程では、予備溝３２の溝底面３６が第２溝加工用レーザ光Ｌ２で加工されて所定深さの溝３８は形成される。このとき、第２溝加工用レーザ光Ｌ２により溶融した金属は、プレ加工工程中に発生したバリ３４に付着することはなく、例えば、予備溝３２を構成する溝側面等に付着固化する。そのため、メイン加工工程において、プレ加工工程中に発生したバリ３４が高くなることはない。
　その後、溝加工工程で発生したバリ３４を加工すると共に溝３８を構成する溝底面４０を平滑化するトリム加工工程を行う。本実施形態のトリム加工工程は、第１トリム加工工程、第２トリム加工工程、及び第３トリム加工工程からなる。
　第１トリム加工工程では、メイン加工工程で形成された溝３８の溝底面４０よりも一回り大きい第１トリム加工領域４２の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を連続的に複数回走査することによりバリ３４及び溝底面４０を加工する（ステップＳ３、図４Ａ及び図４Ｂ参照）。なお、第１トリム加工領域４２は、四角環状のバリ３４が含まれる大きさに設定されている。
　この第１トリム加工工程では、例えば、第１溝加工用レーザ光Ｌ１と比較してＬＤ電流値を小さく設定すると共にパルス繰り返し周波数及びスキャン速度を大きく設定することにより、第１トリム加工領域４２（バリ３４）に照射されるトリム加工用レーザ光Ｌ３の単位面積当たりのトリム加工エネルギー量をプレ加工エネルギー量よりも小さくしている。そのため、バリ３４を段階的に加工すると共に溝底面４０を平滑化することが可能となる。
　第１トリム加工領域４２の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を走査する回数（重ね書き回数）は、任意に設定可能であり、例えば、２～５回に設定し得る。第１トリム加工工程におけるトリム加工用レーザ光Ｌ３の焦点は、ワークＷの外表面に設定されている。この場合、バリ３４を効率的に加工することができると共に溝加工工程と第１トリム加工工程とで焦点位置の調整をする必要がないためレーザ加工の制御を簡素化することができる。ただし、ワークＷに対するトリム加工用レーザ光Ｌ３の焦点位置は、任意に設定可能である。
　このような第１トリム加工工程では、溝３８の溝底面４０よりも一回り大きい第１トリム加工領域４２にトリム加工用レーザ光Ｌ３を照射しているので、バリ３４の外側の領域へのトリム加工用レーザ光Ｌ３の照射を抑えつつトリム加工用レーザ光Ｌ３をバリ３４に確実に照射することができる。これにより、トリム加工用レーザ光Ｌ３によりバリ３４が加工されて溝３８の外側に広がると共に溝底面４０が平滑化される。
　続いて、第２トリム加工工程において、第１トリム加工領域４２よりも一回り大きい第２トリム加工領域４４の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を連続的に複数回走査することによりバリ３４及び溝底面４０をさらに加工する（ステップＳ４、図４Ａ及び図４Ｃ参照）。第２トリム加工領域４４は、第１トリム加工工程により加工されたバリ３４が含まれるように設定される。
　この第２トリム加工工程では、加工領域が第１トリム加工領域４２よりも広くなる以外は上述した第１トリム加工工程と同じ処理を行う。そのため、詳細な説明は省略する。
　このような第２トリム加工工程では、第１トリム加工領域４２よりも一回り大きい第２トリム加工領域４４にトリム加工用レーザ光Ｌ３を照射しているので、バリ３４の外側の領域へのトリム加工用レーザ光Ｌ３の照射を抑えつつ第１トリム加工工程で溝３８の外側に広がったバリ３４にトリム加工用レーザ光Ｌ３を確実に照射することができる。これにより、バリ３４が加工されてさらに低くなって溝３８の外側に広がると共に溝底面４０がさらに平滑化される。
　次に、第３トリム加工工程において、第２トリム加工領域４４よりも一回り大きい第３トリム加工領域４６の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を連続的に複数回走査することによりバリ３４及び溝底面４０をさらに加工する（ステップＳ５、図４Ａ及び図４Ｄ参照）。第３トリム加工領域４６は、第２トリム加工工程により加工されたバリ３４が含まれるように設定される。
　この第３トリム加工工程では、加工領域が第２トリム加工領域４４よりも広くなる以外は上述した第２トリム加工工程と同じ処理を行う。そのため、詳細な説明は省略する。
　このような第３トリム加工工程では、第２トリム加工領域４４よりも一回り大きい第３トリム加工領域４６にトリム加工用レーザ光Ｌ３を照射しているので、バリ３４の外側の領域へのトリム加工用レーザ光Ｌ３の照射を抑えつつ第２トリム加工工程で溝３８の外側に広がったバリ３４にトリム加工用レーザ光Ｌ３を確実に照射することができる。これにより、バリ３４が完全に除去されると共に溝底面４０が一層平滑化される。
　このとき、バリ３４を加工して形成されるバリ加工面４８はワークＷの外表面よりも窪ませることができる。バリ加工面４８の深さ寸法は、溝３８の深さ寸法よりも充分に小さく、例えば、溝３８の深さ寸法の１０％以下となる。これにより、外表面にバリ３４のない所定深さの溝３８が形成された高品質の製品５０が加工されるに至る（図５参照）。
　本実施形態によれば、ワークＷに溝加工用レーザ光（第１溝加工用レーザ光Ｌ１及び第２溝加工用レーザ光Ｌ２）を照射して所定深さの溝３８を形成する溝加工工程と、溝加工工程中にワークＷの外表面における溝３８の開口部の周囲に発生したバリ３４にトリム加工用レーザ光Ｌ３を照射してバリ３４を加工するトリム加工工程とを行っている。
　そして、バリ３４に照射されるトリム加工用レーザ光Ｌ３の単位面積当たりのトリム加工エネルギー量をワークＷに照射される溝加工用レーザ光の単位面積当たりのエネルギー量（プレ加工エネルギー量及びメイン加工エネルギー量）よりも小さくしている。そのため、ワークＷの外表面における溝３８の開口部の周囲に発生したバリ３４を除去することができ、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品５０を得ることができる。
　また、溝加工工程では、ワークＷに第１溝加工用レーザ光Ｌ１を照射して予備溝３２を形成するプレ加工工程と、予備溝３２の溝３８深さが所定深さになるように予備溝３２を構成する溝底面３６に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を照射して溝底面３６を加工するメイン加工工程とを行っている。
　さらに、ワークＷに照射される第１溝加工用レーザ光Ｌ１の単位面積当たりのプレ加工エネルギー量をトリム加工エネルギー量よりも大きく、且つ予備溝３２の溝底面３６に照射される第２溝加工用レーザ光Ｌ２の単位面積当たりのメイン加工エネルギー量よりも小さくしている。
　そのため、プレ加工工程中にワークＷの外表面における溝３８の開口部の周囲に発生したバリ３４がメイン加工工程中に高くなることを抑えることができる。すなわち、プレ加工工程を行わず、ワークＷに第２溝加工用レーザ光Ｌ２を照射して所定深さの溝３８を形成する場合と比較して、バリ３４の高さを低くすることができる。よって、比較的深い溝３８を形成する場合であっても、トリム加工工程によるバリ３４の除去を容易に行うことができる。
　本実施形態によれば、プレ加工工程において、所定の溝加工領域３０の全面に第１溝加工用レーザ光Ｌ１を連続して走査しているので、溝加工領域３０を複数の小領域に区分けして各小領域に第１溝加工用レーザ光Ｌ１を個別に走査する場合と比較してプレ加工工程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
　また、メイン加工工程において、予備溝３２の溝底面３６の全面に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を連続して走査しているので、当該溝底面３６を複数の小領域に区分けして各小領域に第２溝加工用レーザ光Ｌ２を個別に走査する場合と比較してメイン加工工程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
　本実施形態によれば、トリム加工工程では、第１～第３トリム加工工程を行っている。そして、第１トリム加工工程では、メイン加工工程で形成された溝３８を構成する溝底面４０よりも一回り大きい第１トリム加工領域４２の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を走査している。そのため、ワークＷの外表面における溝３８の開口部の周囲に発生したバリ３４を確実に除去することができると共に溝底面４０を平滑化することができる。よって、外観品質に優れ、且つ加工精度が高い製品５０を効率的に得ることができる。
　また、第２トリム加工工程では、第１トリム加工領域４２よりも一回り大きい第２トリム加工領域４４の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を走査し、第３トリム加工工程では、第２トリム加工領域４４よりも一回り大きい第３トリム加工領域４６の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を走査している。これにより、トリム加工用レーザ光Ｌ３の照射によりバリ３４が加工されて溝３８の外側に広がったとしても、当該バリ３４の外側に広がった部位についてもトリム加工用レーザ光Ｌ３を確実に照射することができる。従って、バリ３４をより確実に除去することができる。
　さらに、トリム加工工程では、第１～第３トリム加工領域４２、４４、４６の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を連続して走査しているので、第１～第３トリム加工領域４２、４４、４６を複数の小領域に区分けして各小領域にトリム加工用レーザ光Ｌ３を個別に走査する場合と比較してトリム加工工程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
　さらにまた、第１～第３トリム加工領域４２、４４、４６の全面にトリム加工用レーザ光Ｌ３を複数回走査しているので、第１～第３トリム加工領域４２、４４、４６に照射されるトリム加工用レーザ光Ｌ３の単位時間及び単位面積当たりのトリム加工エネルギー量を比較的小さくすることができる。よって、トリム加工用レーザ光Ｌ３によるワークＷの焼けを抑えつつバリ３４を除去することができる。
　本発明に係るレーザ加工方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の方法を採り得ることはもちろんである。
　上述の実施形態では、図４Ｄに示すように、第３トリム加工工程においてバリ３４を完全に除去したあとのバリ加工面４８がワークＷの外表面よりも窪むように形成している。しかしながら、ワークＷの外観又は精度において問題ない程度であればバリ３４や盛り上がりが残っていてもよい。なお、バリ加工面４８とワークＷの外表面とが平滑な同一面となっていることが、外観及び精度の面においてより望ましい。
　また、溝加工領域の全面に第１溝加工用レーザ光を走査する回数、予備溝の溝底面の全面に第２溝加工用レーザ光を走査する回数、及び第１～第３トリム加工領域の全面にトリム加工用レーザ光を走査する回数のそれぞれは、複数回ではなく１回であってもよい。この場合、サイクルタイムの一層の短縮化を図ることができる。
　また、溝加工工程では、プレ加工工程を行わずにメイン加工工程のみを行ってもよい。この場合、例えば、ワークＷに第２溝加工用レーザ光（溝加工用レーザ光）を照射することにより所定深さの溝３８が形成されることとなるため、溝加工工程のサイクルタイムを短縮化することができる。
　また、トリム加工工程では、トリム加工用レーザ光を溝加工工程で形成された溝を構成する溝底面に照射することなくバリに照射しても構わない。また、トリム加工工程では、第１トリム加工工程及び第２トリム加工工程の少なくともいずれか一方を行わずに第３トリム加工工程を行ってもよい。

Claims (8)

  1. 　ワーク（Ｗ）に溝加工用レーザ光（Ｌ１、Ｌ２）を照射して所定深さの溝（３８）を形成する溝加工工程と、
    　前記溝加工工程中に前記ワーク（Ｗ）の外表面における前記溝（３８）の開口部の周囲に発生したバリ（３４）にトリム加工用レーザ光（Ｌ３）を照射して当該バリ（３４）を加工するトリム加工工程と、を行い、
    　前記バリ（３４）に照射される前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）の単位面積当たりのエネルギー量は、前記ワーク（Ｗ）に照射される前記溝加工用レーザ光（Ｌ１、Ｌ２）の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さい、
    　ことを特徴とするレーザ加工方法。
  2. 　請求項１記載のレーザ加工方法において、
    　前記トリム加工工程では、前記溝（３８）を構成する溝底面（４０）よりも一回り大きいトリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）を走査することを特徴とするレーザ加工方法。
  3. 　請求項２記載のレーザ加工方法において、
    　前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）を連続的に走査することを特徴とするレーザ加工方法。
  4. 　請求項２記載のレーザ加工方法において、
    　前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面を前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）で複数回走査することを特徴とするレーザ加工方法。
  5. 　請求項２記載のレーザ加工方法において、
    　前記トリム加工工程では、前記トリム加工領域の全面に前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）を走査した後で、当該トリム加工領域よりも一回り大きい領域の全面に当該トリム加工用レーザ光（Ｌ３）を走査することを特徴とするレーザ加工方法。
  6. 　請求項１記載のレーザ加工方法において、
    　前記トリム加工工程では、前記バリ（３４）に前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）を照射することにより形成されるバリ加工面（４８）を前記ワーク（Ｗ）の外表面よりも窪ませることを特徴とするレーザ加工方法。
  7. 　請求項１記載のレーザ加工方法において、
    　前記溝加工工程では、前記ワーク（Ｗ）に第１溝加工用レーザ光（Ｌ１）を照射して予備溝（３２）を形成するプレ加工工程と、
    　前記予備溝（３２）の溝深さが前記所定深さになるように当該予備溝（３２）を構成する溝底面（３６）に第２溝加工用レーザ光（Ｌ２）を照射して当該溝底面（３６）を加工するメイン加工工程と、を行い、
    　前記ワーク（Ｗ）に照射される前記第１溝加工用レーザ光（Ｌ１）の単位面積当たりのエネルギー量は、前記バリ（３４）に照射される前記トリム加工用レーザ光（Ｌ３）の単位面積当たりのエネルギー量よりも大きく、且つ前記溝底面（３６）に照射される前記第２溝加工用レーザ光（Ｌ２）の単位面積当たりのエネルギー量よりも小さいことを特徴とするレーザ加工方法。
  8. 　請求項１記載のレーザ加工方法において、
    　前記溝加工工程では、所定の溝加工領域（３０）の全面に前記溝加工用レーザ光（Ｌ１、Ｌ２）を連続して走査することを特徴とするレーザ加工方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102673478B1 (ko) 2016-11-25 2024-06-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
WO2021039588A1 (ja) 2019-08-23 2021-03-04 トーカロ株式会社 表面処理方法
JP7462219B2 (ja) 2020-05-08 2024-04-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6070813A (en) * 1998-08-11 2000-06-06 Caterpillar Inc. Laser drilled nozzle in a tip of a fuel injector
JP2002217551A (ja) * 2000-11-16 2002-08-02 Toppan Printing Co Ltd 多層配線基板及びその製造方法、並びにレーザードリル装置
JP2003136268A (ja) * 2001-11-06 2003-05-14 Hitachi Via Mechanics Ltd プリント基板の穴あけ加工方法
WO2004082885A1 (ja) * 2003-03-17 2004-09-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha レーザ加工方法
WO2010123068A1 (ja) * 2009-04-22 2010-10-28 古河電気工業株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6070813A (en) * 1998-08-11 2000-06-06 Caterpillar Inc. Laser drilled nozzle in a tip of a fuel injector
JP2002217551A (ja) * 2000-11-16 2002-08-02 Toppan Printing Co Ltd 多層配線基板及びその製造方法、並びにレーザードリル装置
JP2003136268A (ja) * 2001-11-06 2003-05-14 Hitachi Via Mechanics Ltd プリント基板の穴あけ加工方法
WO2004082885A1 (ja) * 2003-03-17 2004-09-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha レーザ加工方法
WO2010123068A1 (ja) * 2009-04-22 2010-10-28 古河電気工業株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

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