JPS6049885A - レ−ザ加工方法 - Google Patents
レ−ザ加工方法Info
- Publication number
- JPS6049885A JPS6049885A JP58159415A JP15941583A JPS6049885A JP S6049885 A JPS6049885 A JP S6049885A JP 58159415 A JP58159415 A JP 58159415A JP 15941583 A JP15941583 A JP 15941583A JP S6049885 A JPS6049885 A JP S6049885A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- laser
- laser beam
- parts
- width
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- Pending
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザ光線を用いてレーザ切断加工を行なう
レーザ加工方法に関するものである。
レーザ加工方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
集光された、極めてエネルギー密度の高いレーザ光線を
用いたレーザ加工は、最近、金属板の切断加工等に積極
的に利用されている。レーザ加工の特徴の一つは、炭酸
ガスレーザの場合、ビーム径を１００μｍ前後にまで集
光できるので、高精度な加工テーブルと組み合わせる事
によシ、微細な加工、あるいは高精度な加工が行なえる
事である。その特徴を生かして、従来、エツチング加工
で行なわれていたマスク等の加工をレーザで加工するケ
ースが急速に増加しつつある。すなわち、エンチング加
工では、必ずパターンの作製が必要であり、そのために
加工日数もかかり、また多品種少量加工の場合にはコス
トも高くなる。一方、レーザ加工では、パターンの作成
は必要でないので、特に多品種少量加工では、加工日数
、コストの低減の上で、メリットは非常に大きいのであ
る。
用いたレーザ加工は、最近、金属板の切断加工等に積極
的に利用されている。レーザ加工の特徴の一つは、炭酸
ガスレーザの場合、ビーム径を１００μｍ前後にまで集
光できるので、高精度な加工テーブルと組み合わせる事
によシ、微細な加工、あるいは高精度な加工が行なえる
事である。その特徴を生かして、従来、エツチング加工
で行なわれていたマスク等の加工をレーザで加工するケ
ースが急速に増加しつつある。すなわち、エンチング加
工では、必ずパターンの作製が必要であり、そのために
加工日数もかかり、また多品種少量加工の場合にはコス
トも高くなる。一方、レーザ加工では、パターンの作成
は必要でないので、特に多品種少量加工では、加工日数
、コストの低減の上で、メリットは非常に大きいのであ
る。
第１図は、蒸着マスクの図面であり、板厚０．２１１ｎ
ｌの５ＵＳ３０４の一枚の板１に、閉曲線２で囲まれた
窓穴３を複数個設けたものである。
ｌの５ＵＳ３０４の一枚の板１に、閉曲線２で囲まれた
窓穴３を複数個設けたものである。
この様な閉曲線で囲まれた形状の加工をレーザ加工で行
なうには、第２図に示す様に、一枚の板１の上に破線で
示した閉曲線２′に沿って集光されたレーザビームを照
射し、レーザビーム径に大略等しい幅で閉曲線２′に沿
って切断加工を行って、第１図に示す閉曲線２で囲まれ
た窓穴を得る様になすのである。ここで閉曲線２′は、
第３図に示す様にレーザによる切断幅の半分だけ閉曲線
２の内側に入った閉曲線であり、レーザビームの中心は
、この閉曲線２′の上に沿って動く。
なうには、第２図に示す様に、一枚の板１の上に破線で
示した閉曲線２′に沿って集光されたレーザビームを照
射し、レーザビーム径に大略等しい幅で閉曲線２′に沿
って切断加工を行って、第１図に示す閉曲線２で囲まれ
た窓穴を得る様になすのである。ここで閉曲線２′は、
第３図に示す様にレーザによる切断幅の半分だけ閉曲線
２の内側に入った閉曲線であり、レーザビームの中心は
、この閉曲線２′の上に沿って動く。
さて、第２図の閉曲線２′に沿ってレーザ切断加工を行
なう場合、従来は閉曲線２′の任意の点Ａから切断加工
を開始し矢印の向きに切断加工を進め、再び点Ａに戻っ
て１つの窓穴の加工を完成する様になしていた。
なう場合、従来は閉曲線２′の任意の点Ａから切断加工
を開始し矢印の向きに切断加工を進め、再び点Ａに戻っ
て１つの窓穴の加工を完成する様になしていた。
この時、以下に述べる問題が生じた。第４図は第２図に
おいて点Ａから始めた切断加工が進み、レーザビームが
再び点Ａの近くに寸で戻ってきた、加工終了間隙の状態
を示すものである。４は閉曲線２′に沿ったレーザ切断
溝であり、その幅ｗ（１、レーザビーム径に大略等しい
。なお、蒸着マスク等の様に一般的に比較的精度を要す
る加工では、通常、一定時間間隔でレーザを照射する、
いわゆるパルス加工が用−られるが、この時、レーザビ
ームが照射されて次のレーザビームが照射されるまでに
は、被加工物は大体１０μｍ前後の僅かな距離しか移動
しない条件下で加工が行なわれるので、レーザの切断溝
４のエッヂは、はとんど直線状となる。
おいて点Ａから始めた切断加工が進み、レーザビームが
再び点Ａの近くに寸で戻ってきた、加工終了間隙の状態
を示すものである。４は閉曲線２′に沿ったレーザ切断
溝であり、その幅ｗ（１、レーザビーム径に大略等しい
。なお、蒸着マスク等の様に一般的に比較的精度を要す
る加工では、通常、一定時間間隔でレーザを照射する、
いわゆるパルス加工が用−られるが、この時、レーザビ
ームが照射されて次のレーザビームが照射されるまでに
は、被加工物は大体１０μｍ前後の僅かな距離しか移動
しない条件下で加工が行なわれるので、レーザの切断溝
４のエッヂは、はとんど直線状となる。
さて、第４図において、レーザビームと被加工物との間
の相対的移動に伴ない、レーザビームは残された加工部
６の上を照射していく。その拡大を第５図に示す。第６
図において破線で示された円群は、残された加工部６の
上を、パルス状に照射していくレーザビ−ムを示す。隣
接する破線の円の間隔は、前述の如く１０μｍ前後であ
り、破線の円の直径、すなわちレーザビーム径は、大体
１００μｍ前後の値である。レーザビームが照射されて
から次のレーザビームが照射される１での間に被加工物
が移動する距離は、レーザビーム径に対して十分小さい
のて、６の部分を加工する最終のレーザビームＥと加工
開始部のエッチ６とは僅かしか止りあわない。その結果
、切断加工が完了した時点で、斜線で示す鋭い突起７が
残る。この突起７の高さＨに、前述した様にレーザビー
ムＥとエッヂ６との重なりがごく僅かであるので、レー
ザビームの半径に大体等しい値、すなわち６０μｍｇ度
にもなる。なお、レーザビームの中心が、加工開始点Ａ
に一致するまで、Ｅの位置から更にレーザ照射を続けて
いけば、突起７はレーザにより除去しうる様に思われる
が、実際には、この突起７はレーザの強度が最も強いビ
ーム中心すなわち破線の円Ｅの中心に向うにつれて急速
に面積が減小しているので、突起７ではレーザのエネル
ギーの吸収が十分に行なわれず、突起子はほとんど加工
されないのである。
の相対的移動に伴ない、レーザビームは残された加工部
６の上を照射していく。その拡大を第５図に示す。第６
図において破線で示された円群は、残された加工部６の
上を、パルス状に照射していくレーザビ−ムを示す。隣
接する破線の円の間隔は、前述の如く１０μｍ前後であ
り、破線の円の直径、すなわちレーザビーム径は、大体
１００μｍ前後の値である。レーザビームが照射されて
から次のレーザビームが照射される１での間に被加工物
が移動する距離は、レーザビーム径に対して十分小さい
のて、６の部分を加工する最終のレーザビームＥと加工
開始部のエッチ６とは僅かしか止りあわない。その結果
、切断加工が完了した時点で、斜線で示す鋭い突起７が
残る。この突起７の高さＨに、前述した様にレーザビー
ムＥとエッヂ６との重なりがごく僅かであるので、レー
ザビームの半径に大体等しい値、すなわち６０μｍｇ度
にもなる。なお、レーザビームの中心が、加工開始点Ａ
に一致するまで、Ｅの位置から更にレーザ照射を続けて
いけば、突起７はレーザにより除去しうる様に思われる
が、実際には、この突起７はレーザの強度が最も強いビ
ーム中心すなわち破線の円Ｅの中心に向うにつれて急速
に面積が減小しているので、突起７ではレーザのエネル
ギーの吸収が十分に行なわれず、突起子はほとんど加工
されないのである。
更に加えて、レーザ切断加工時は、レーザによる被加工
材の蒸発・燃焼を促進するため、酸素ガスが、同時にレ
ーザ照射部に吹きつけられる。第４図の場合、レーザビ
ームの照射と同時に、被加工材に垂直に（紙面に垂直方
向に）酸素ガスが吹きつけられる。この時の風圧は、か
なシ強く、加工の行なわれていない部分６が次第になく
なっていくにつれて、矩形部８は風圧の影響にょシ残さ
れた加工部６を支持端としてたわみ始める。この影響も
重なって、結局、加工開始点の近傍は第６図に示した様
に、レーザビーム径よりかなシ大きな幅Ｔと、レーザビ
ーム半径に大略等しい高さＨの突起部９が形成される。
材の蒸発・燃焼を促進するため、酸素ガスが、同時にレ
ーザ照射部に吹きつけられる。第４図の場合、レーザビ
ームの照射と同時に、被加工材に垂直に（紙面に垂直方
向に）酸素ガスが吹きつけられる。この時の風圧は、か
なシ強く、加工の行なわれていない部分６が次第になく
なっていくにつれて、矩形部８は風圧の影響にょシ残さ
れた加工部６を支持端としてたわみ始める。この影響も
重なって、結局、加工開始点の近傍は第６図に示した様
に、レーザビーム径よりかなシ大きな幅Ｔと、レーザビ
ーム半径に大略等しい高さＨの突起部９が形成される。
そのため、厳しい形状精度・寸法精度が要求される場合
は、レーザ切断加工の後においてこの突起部９を放電加
工等によシ除去せねばならず、レーザ加工のメリットの
大幅な低減を招いた。
は、レーザ切断加工の後においてこの突起部９を放電加
工等によシ除去せねばならず、レーザ加工のメリットの
大幅な低減を招いた。
発明の目的
本発明は上記従来例の問題を解決して、厳しい形状ＮＵ
・寸法精度が要求される加工に対しても、従来の様に、
後処理加工を必要とする事のないレーザ加工方法を提供
することを目的とする。
・寸法精度が要求される加工に対しても、従来の様に、
後処理加工を必要とする事のないレーザ加工方法を提供
することを目的とする。
発明の構成
本発明は閉曲線に沿ったレーザ加工を行なうにあたり、
レーザビーム径に大略等しい幅の未加工部を複数個残し
て切断加工を行ない、その後に上記未加工部にレーザビ
ームを照射して未加工部の切断加工を行なう事により、
閉曲線の図形に沿ったレーザ加工を完成する様になした
ものである。
レーザビーム径に大略等しい幅の未加工部を複数個残し
て切断加工を行ない、その後に上記未加工部にレーザビ
ームを照射して未加工部の切断加工を行なう事により、
閉曲線の図形に沿ったレーザ加工を完成する様になした
ものである。
実施例の説明
第７図は閉曲線である四辺形に対する本発明の一実施例
を示すものである。第７図はビーム径に大略等しい幅■
の未加工部１０〜１３を残して、四辺形の図形のレーザ
切断加工を行なった状態を示すものである。次に、任意
の未加工部、例えば１０に対し、第８図に示す様に破線
の円１４の位置にレーザビームを照射して、この未加工
部１０の切断加工を行なう。この場合、前述の説明に従
って考えると、高さＨ′の突起１７．１８が残る様に考
えられるが、現実はそうではなくて、はとんど突起が残
らない状態で、未加工部１０の切断加工が行なえる。そ
の理由は、未加工部１０の両サイド１５．１６の位置ま
では事前に一定の切断幅Ｗで切断加工が実施されている
ので、未加工部１０において吸収されるレーザのエネル
ギの熱伝導による損失が少なく、そのため未加工部１ｏ
は１７．１８の部分も含めてその全体が一定温度以上と
なって、全体が良好に切断され、突起は残らないのであ
る。また、この加工においては、矩形部８は、他の３つ
の未加工部１１〜１３で保持されているので、アンスト
ガスによるたわみの影響は生じない。
を示すものである。第７図はビーム径に大略等しい幅■
の未加工部１０〜１３を残して、四辺形の図形のレーザ
切断加工を行なった状態を示すものである。次に、任意
の未加工部、例えば１０に対し、第８図に示す様に破線
の円１４の位置にレーザビームを照射して、この未加工
部１０の切断加工を行なう。この場合、前述の説明に従
って考えると、高さＨ′の突起１７．１８が残る様に考
えられるが、現実はそうではなくて、はとんど突起が残
らない状態で、未加工部１０の切断加工が行なえる。そ
の理由は、未加工部１０の両サイド１５．１６の位置ま
では事前に一定の切断幅Ｗで切断加工が実施されている
ので、未加工部１０において吸収されるレーザのエネル
ギの熱伝導による損失が少なく、そのため未加工部１ｏ
は１７．１８の部分も含めてその全体が一定温度以上と
なって、全体が良好に切断され、突起は残らないのであ
る。また、この加工においては、矩形部８は、他の３つ
の未加工部１１〜１３で保持されているので、アンスト
ガスによるたわみの影響は生じない。
同様にして他の未加工部１１．１２についても同様の加
工を行なう。未加工部１３に対しては、アシストガスの
風圧により矩形部８はたわみを生じるものの、やはり、
すでにその両端１９ 、２０１では一定幅Ｗでの加工が
完了しており、そして、未加工部１３はもともと微小で
あるので、その切断加工は瞬時に行なわれるので、アシ
ストガスによるたわみの影響をほとんど受けずに加工を
完了する事ができる。結局、本実施例でのレーザ切断加
工では最終的に、第９図に示す様に、突起部のほとんど
生じない良好な加工が行なえる。
工を行なう。未加工部１３に対しては、アシストガスの
風圧により矩形部８はたわみを生じるものの、やはり、
すでにその両端１９ 、２０１では一定幅Ｗでの加工が
完了しており、そして、未加工部１３はもともと微小で
あるので、その切断加工は瞬時に行なわれるので、アシ
ストガスによるたわみの影響をほとんど受けずに加工を
完了する事ができる。結局、本実施例でのレーザ切断加
工では最終的に、第９図に示す様に、突起部のほとんど
生じない良好な加工が行なえる。
なお、第１０図に示す様に、レーザビーム１４の径より
未加工部１０の幅■がやや大きい場合でも、未加工部の
良好な切断が可能である。その理由も前述した様に、未
加工部に吸収されたレーザエネルギーの熱伝導による損
失が少ないので、未加工部１０の幅が、ビーム径より多
少大きくなっても、未加工部１０は全体的に十分に温度
が上昇しうるためである。
未加工部１０の幅■がやや大きい場合でも、未加工部の
良好な切断が可能である。その理由も前述した様に、未
加工部に吸収されたレーザエネルギーの熱伝導による損
失が少ないので、未加工部１０の幅が、ビーム径より多
少大きくなっても、未加工部１０は全体的に十分に温度
が上昇しうるためである。
発明の効果
以上に述べた様に、本発明によれば、まず、閉曲線上に
レーザビーム径に大４等しい幅の複数個の未力０工部を
残して切断加工性ない、その後この未加工部にレーザビ
ームを照射してその部分の切断を行なうため、高精度の
レーザ切断加工が確実に簡単に行なえ、大なる効果が得
られるものである０
レーザビーム径に大４等しい幅の複数個の未力０工部を
残して切断加工性ない、その後この未加工部にレーザビ
ームを照射してその部分の切断を行なうため、高精度の
レーザ切断加工が確実に簡単に行なえ、大なる効果が得
られるものである０
【図面の簡単な説明】
第１図は蒸着マスクを示す平面図、第２図〜第４図は従
来のレーザ加工方法を説明するための蒸着マスクの平面
図、第６図は第４図の要部拡大Ａ第６図は蒸着マスクの
切断部の平面図、第７図は本発明の一実施例におけるレ
ーザ加工方法を説明するための蒸着マスクの平面図、第
８図は第７図の要部拡大図、第９図は本発明による蒸着
マスクの切断残部の平面図、第１Ｑ図は本発明の他の実
施例におけるレーザ加工方法を説明するための蒸着マス
クの要部拡大図である。 ８・・・・・・矩形部、１０〜１３・・・・・未加工部
、１４・・・・・・レーザビーム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 １ 第２図 ！３図 第４図 第 ５ 図 第 ９１！４ 第１０図
来のレーザ加工方法を説明するための蒸着マスクの平面
図、第６図は第４図の要部拡大Ａ第６図は蒸着マスクの
切断部の平面図、第７図は本発明の一実施例におけるレ
ーザ加工方法を説明するための蒸着マスクの平面図、第
８図は第７図の要部拡大図、第９図は本発明による蒸着
マスクの切断残部の平面図、第１Ｑ図は本発明の他の実
施例におけるレーザ加工方法を説明するための蒸着マス
クの要部拡大図である。 ８・・・・・・矩形部、１０〜１３・・・・・未加工部
、１４・・・・・・レーザビーム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 １ 第２図 ！３図 第４図 第 ５ 図 第 ９１！４ 第１０図
Claims (1)
- 閉曲線のレーザ切断加工を行なうに際して、前記閉曲線
上を、レーザビーム径に大略等しい幅の未加工部を複数
個残して切断加工を行ない、その後前記未加工部にレー
ザビームを照射して前記未加工部の切断加工を行なうこ
とを特徴とするレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159415A JPS6049885A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | レ−ザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159415A JPS6049885A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | レ−ザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049885A true JPS6049885A (ja) | 1985-03-19 |
Family
ID=15693244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159415A Pending JPS6049885A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | レ−ザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049885A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62298807A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用ｎｃ自動プログラミング方法 |
| WO2021224286A1 (de) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum bestimmen einer minimalen breite sowie einer ansatzposition eines microjoints und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks |
| JP2022523275A (ja) * | 2019-02-25 | 2022-04-21 | ダブリュ・エス・オプティクス テクノロジーズ ゲー・エム・ベー・ハー | 板状または管状のワークピースをビーム加工するための方法 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58159415A patent/JPS6049885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62298807A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用ｎｃ自動プログラミング方法 |
| JP2022523275A (ja) * | 2019-02-25 | 2022-04-21 | ダブリュ・エス・オプティクス テクノロジーズ ゲー・エム・ベー・ハー | 板状または管状のワークピースをビーム加工するための方法 |
| WO2021224286A1 (de) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum bestimmen einer minimalen breite sowie einer ansatzposition eines microjoints und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks |
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