JPS63171281A - レーザ光線による円筒表面のマーキング方法 - Google Patents
レーザ光線による円筒表面のマーキング方法Info
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- JPS63171281A JPS63171281A JP62303060A JP30306087A JPS63171281A JP S63171281 A JPS63171281 A JP S63171281A JP 62303060 A JP62303060 A JP 62303060A JP 30306087 A JP30306087 A JP 30306087A JP S63171281 A JPS63171281 A JP S63171281A
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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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
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- Plasma & Fusion (AREA)
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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】
本発明は、集光レーザ光線による円筒表面のマーキング
方法に関する。さらにと(には、帯鋼の冷間圧延円筒表
面における粗さの形成に関する。
方法に関する。さらにと(には、帯鋼の冷間圧延円筒表
面における粗さの形成に関する。
従来技術とその問題点
円筒表面のこのようなマーキング方法は、とくにベルギ
ー特許第A−880.996号により既知である。
ー特許第A−880.996号により既知である。
要するにこの方法は、回転円筒の表面上へこの表面に直
角に集光レーザ光線を投影することからなり、集光レー
ザ光線は連続衝当点において円筒表面を溶解してその表
面内にらせん軌道に沿って分配された一連の微小クレー
タを形成する。この微小クレータとそれを包囲する盛上
り部との形成は、レーザ光線の衝当領域内における圧縮
酸素の吹込みにより容易となる。
角に集光レーザ光線を投影することからなり、集光レー
ザ光線は連続衝当点において円筒表面を溶解してその表
面内にらせん軌道に沿って分配された一連の微小クレー
タを形成する。この微小クレータとそれを包囲する盛上
り部との形成は、レーザ光線の衝当領域内における圧縮
酸素の吹込みにより容易となる。
この既知の方法は、通常の粗さ形成のためには一般的に
満足な結果を与える。ここで、用語の意味として、粗さ
とは、その定義が基準化されているRaの値、すなわち
算術平均粗さであることを示しておこう。
満足な結果を与える。ここで、用語の意味として、粗さ
とは、その定義が基準化されているRaの値、すなわち
算術平均粗さであることを示しておこう。
一方ある場合には、たとえば8ないし10μm以上のオ
ーダーの大きな粗さを形成する必要があろう。
ーダーの大きな粗さを形成する必要があろう。
前記の方法に基ずく論理的方法は、より大きな微小クレ
ータを掘るために酸素ジェットの流量したがって圧力を
増加するか、またはレーザ光線の強さを増加するかによ
る。
ータを掘るために酸素ジェットの流量したがって圧力を
増加するか、またはレーザ光線の強さを増加するかによ
る。
ある程度の粗さく8ないし10μm)以上では、この解
決方法は一方で2つの重大な不便さを示す。
決方法は一方で2つの重大な不便さを示す。
まず、より深いクレータを得るためには、より多量の金
属を溶解しなければならない。金属は、増加された酸素
の圧力を受けて、円筒表面の冷たい部分の上へすなわち
レーザ光線による加熱域の外へ追い出される。盛上り部
を形成するためのこの金属は円筒表面への付着が悪(、
それは表面に溶着されずにただ押つけられただけである
。このような盛上り部はきわめて急速に損傷されや丁(
または帯鋼の圧延中に消滅され、したがって所定の粗さ
が得られなくなる。
属を溶解しなければならない。金属は、増加された酸素
の圧力を受けて、円筒表面の冷たい部分の上へすなわち
レーザ光線による加熱域の外へ追い出される。盛上り部
を形成するためのこの金属は円筒表面への付着が悪(、
それは表面に溶着されずにただ押つけられただけである
。このような盛上り部はきわめて急速に損傷されや丁(
または帯鋼の圧延中に消滅され、したがって所定の粗さ
が得られなくなる。
さらに、増加された酸素ジェットの圧力は微小クレータ
および盛上り部がこの酸素ジェットの方向に伸長すると
ころの微小クレータおよび盛上り部の変化を生じさせる
。
および盛上り部がこの酸素ジェットの方向に伸長すると
ころの微小クレータおよび盛上り部の変化を生じさせる
。
発明の要約
本発明は、円筒表面内に、よ(付着された盛上り部によ
り包囲された規則的な形状の微小フレiりを形成させて
所定の大きな粗さ形成を保証する方法を提案する。
り包囲された規則的な形状の微小フレiりを形成させて
所定の大きな粗さ形成を保証する方法を提案する。
本発明が目的とする方法は、上記の方法の改善に関する
研究中に出願人が経験した思いがけない観察を基礎にし
ている。
研究中に出願人が経験した思いがけない観察を基礎にし
ている。
結局、上記の方法によるマーキングは集光レーザ光線に
より加熱された円筒表面部分の上に局限してプラズマを
形成させることは明らかであり;と(に、このプラズマ
の大部分はレーザ光線の衝当領域内の表面の溶解部分の
直上に配置される。
より加熱された円筒表面部分の上に局限してプラズマを
形成させることは明らかであり;と(に、このプラズマ
の大部分はレーザ光線の衝当領域内の表面の溶解部分の
直上に配置される。
このプラズマはと(に周囲雰囲気から発生されたイオン
化ガスで構成されるが、同時にレーザ光線のエネルギに
よりきわめて高温にされて蒸発させられた円筒表面の金
属からも構成される。この方法においては、プラズマは
溶解金属に軽い圧力を与え、したがりて不規則な小さい
盛上り部で包囲されたあまり深くないくぼみの形状を有
する溶解金属の任意の軽い変形を発生させる。
化ガスで構成されるが、同時にレーザ光線のエネルギに
よりきわめて高温にされて蒸発させられた円筒表面の金
属からも構成される。この方法においては、プラズマは
溶解金属に軽い圧力を与え、したがりて不規則な小さい
盛上り部で包囲されたあまり深くないくぼみの形状を有
する溶解金属の任意の軽い変形を発生させる。
本発明は、プラズマの特殊な電気的性質を応用して、プ
ラズマから溶解金属上に与えられる圧力を制御させるこ
と基礎にしており、この結果規則的な粗さと、対称形を
なす微小クレータおよび盛上り部と、が得られる。
ラズマから溶解金属上に与えられる圧力を制御させるこ
と基礎にしており、この結果規則的な粗さと、対称形を
なす微小クレータおよび盛上り部と、が得られる。
結局本発明が目的とする方法は基本的には、前記溶解金
属の表面に加えられる前記プラズマの圧力が制御される
ようにプラズマが作用を受けること、およびこれにより
所定の粗さを与えるような規則的な盛上り部を微小クレ
ータの周囲に形成するように溶解金属の制御量が微小ク
レータの外側に押出されること、を特徴とする特 本発明の第1の実施例では、前記プラズマは集光レーザ
光線の軸に対し直角方向を向く磁界の作用を受け、これ
により、プラズマは集光レーザ光線の軸に平行で前記溶
解金属の表面の方向に向けけられる力を受ける。
属の表面に加えられる前記プラズマの圧力が制御される
ようにプラズマが作用を受けること、およびこれにより
所定の粗さを与えるような規則的な盛上り部を微小クレ
ータの周囲に形成するように溶解金属の制御量が微小ク
レータの外側に押出されること、を特徴とする特 本発明の第1の実施例では、前記プラズマは集光レーザ
光線の軸に対し直角方向を向く磁界の作用を受け、これ
により、プラズマは集光レーザ光線の軸に平行で前記溶
解金属の表面の方向に向けけられる力を受ける。
磁界の強さは一定としてもよく、または集光レーザ光線
の軸に平行な方向に沿って変化をさせてもよい。
の軸に平行な方向に沿って変化をさせてもよい。
この強さの変化は、溶解金属の方向に減少する磁界勾配
とするのが好ましい。
とするのが好ましい。
本発明の他の実施例では、前記プラズマは集光レーザ光
線の軸に平行な方向で溶解金属の方向を向く電界の作用
を受け、これにより、プラズマは前記溶解金属の表面の
方向に向けられた力を受ける。
線の軸に平行な方向で溶解金属の方向を向く電界の作用
を受け、これにより、プラズマは前記溶解金属の表面の
方向に向けられた力を受ける。
本発明の範囲内で、円筒表面上のレーザ光線の衝当領域
内に、金属の溶解を助けるには十分であるがプラズマお
よび/または盛上り部には影響を与えない程度の圧力で
酸化性のガスと(に酸素のジェットを吹込むこともまた
好ましい。
内に、金属の溶解を助けるには十分であるがプラズマお
よび/または盛上り部には影響を与えない程度の圧力で
酸化性のガスと(に酸素のジェットを吹込むこともまた
好ましい。
本発明の他の好ましい特徴によれば、磁界および電界の
強さをそれぞれ変化させ、これにより、溶解金属上に加
えられるブラズムの圧力を変化させ、したがって円筒の
粗さの調節範囲を決定することが可能である。
強さをそれぞれ変化させ、これにより、溶解金属上に加
えられるブラズムの圧力を変化させ、したがって円筒の
粗さの調節範囲を決定することが可能である。
本発明の方法を、添付図面を用いて簡単な図でさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
二九−一度一一月一
図を見やすくするために、いずれの場合も略図によりた
だ1つの微小クレータだけを示している。
だ1つの微小クレータだけを示している。
しかし基本的には、円筒の表面にはきわめて多数のこの
ような微小クレータが設けられ;実際にはこの数は1c
rrL四方につき100.000個にも達し、表面の平
面内の1個の微小クレータの大きさは約30μmないし
250μmである。2つの図において対応する部分には
同一参照番号がつけられ、本発明の理解に不可欠ではな
い部分の図示は省略されている。
ような微小クレータが設けられ;実際にはこの数は1c
rrL四方につき100.000個にも達し、表面の平
面内の1個の微小クレータの大きさは約30μmないし
250μmである。2つの図において対応する部分には
同一参照番号がつけられ、本発明の理解に不可欠ではな
い部分の図示は省略されている。
第1図において、立面図は平面図の平面I−Iによる円
筒の表面層の部分1の断面を示す。回転円筒はその回転
軸2により略図化されている。断継的なレーザ光線3は
レンズ4により集光されて点0において円筒10表面に
垂直に衝当する。これにより点線で囲まれた領域5は加
熱され、と(限られた領域6は溶解される。レーザ光線
の衝当領域内に当てられる酸素(02)ジェットは、加
熱および溶解のこの2つの作用を加速する。領域6の溶
解金属は、と(にレーザ光線により放出される放射線の
わずかな圧力により軽い変形を受ける。
筒の表面層の部分1の断面を示す。回転円筒はその回転
軸2により略図化されている。断継的なレーザ光線3は
レンズ4により集光されて点0において円筒10表面に
垂直に衝当する。これにより点線で囲まれた領域5は加
熱され、と(限られた領域6は溶解される。レーザ光線
の衝当領域内に当てられる酸素(02)ジェットは、加
熱および溶解のこの2つの作用を加速する。領域6の溶
解金属は、と(にレーザ光線により放出される放射線の
わずかな圧力により軽い変形を受ける。
しかしながら、溶解金属の基本的な変形は酸素(0□)
ジェットの機械的圧力によるものであり;実際にこの圧
力が全溶解金属を領域6の外側へ追出す。この溶解金属
の大部分は酸素ジェットの方向に清って追出され、大き
な粗さの場合はレーザ光線により加熱された領域5の外
側まで追出される。したがって非対称な盛上り部7が形
成され、盛上り部7は領域5の外側で円筒によ(付着せ
ず、これは最初の圧延作業で取除かれてしまう。
ジェットの機械的圧力によるものであり;実際にこの圧
力が全溶解金属を領域6の外側へ追出す。この溶解金属
の大部分は酸素ジェットの方向に清って追出され、大き
な粗さの場合はレーザ光線により加熱された領域5の外
側まで追出される。したがって非対称な盛上り部7が形
成され、盛上り部7は領域5の外側で円筒によ(付着せ
ず、これは最初の圧延作業で取除かれてしまう。
第1図はさらにペラズマ8の図示を含み、プラズマ8は
レーザ光線の作用の下で領域6の上に形成される。この
プラズマはと(に周囲雰囲気から発生されるガスのイオ
ンとくにジェットにより供給される酸素のイオンと、お
よびレーザ光線により蒸発された領域6の金属から発生
された金属イオンとで構成される。このプラズマはこの
場合二次的作用を行なうにすぎない。
レーザ光線の作用の下で領域6の上に形成される。この
プラズマはと(に周囲雰囲気から発生されるガスのイオ
ンとくにジェットにより供給される酸素のイオンと、お
よびレーザ光線により蒸発された領域6の金属から発生
された金属イオンとで構成される。このプラズマはこの
場合二次的作用を行なうにすぎない。
第2図は本発明が目的とする方法の原理を略図で示す。
円筒1ν2およびレーザ光線314の形状は第1図のそ
れと同一であり、レーザ光線は領域5を加熱し領域6を
溶解する。
れと同一であり、レーザ光線は領域5を加熱し領域6を
溶解する。
本発明による本実施例忙おいては、円筒10表面付近で
プラズマ8により占有される領域内にてレーザ光線の軸
に垂直に磁界Hが形成される。磁界の作用の下でプラズ
マ8の一部は力Fを受け、その結果溶解金属の表面の方
向へ変位される。したがってプラズマ8は溶解金属に均
等な圧力を与え、このとき溶解金属は均等に領域6の周
縁方向に追出され、ここで加熱領域5からはみ出すこと
な(規則的な盛上り部7を形成する。冷却しながら盛上
り部7は円筒の表面に強固に溶着し、したかって円筒の
表面における頂上(盛上り部)と谷(微小クレータ)と
の組合せが制御粗さを形成する。磁界Hの強さを変化さ
せることによりてプラズマにより溶解金属に加えられる
圧力を変化させ、これにより所定の粗さの関数である微
小クレータの深さと盛上り部の高さとを調節することが
可能である。
プラズマ8により占有される領域内にてレーザ光線の軸
に垂直に磁界Hが形成される。磁界の作用の下でプラズ
マ8の一部は力Fを受け、その結果溶解金属の表面の方
向へ変位される。したがってプラズマ8は溶解金属に均
等な圧力を与え、このとき溶解金属は均等に領域6の周
縁方向に追出され、ここで加熱領域5からはみ出すこと
な(規則的な盛上り部7を形成する。冷却しながら盛上
り部7は円筒の表面に強固に溶着し、したかって円筒の
表面における頂上(盛上り部)と谷(微小クレータ)と
の組合せが制御粗さを形成する。磁界Hの強さを変化さ
せることによりてプラズマにより溶解金属に加えられる
圧力を変化させ、これにより所定の粗さの関数である微
小クレータの深さと盛上り部の高さとを調節することが
可能である。
したがって本発明の方法は規則的な形状の微小クレータ
と周縁盛上り部とを形成可能で、これにより円筒表面の
粗さの等方性を保証する。粗さの所定の深さは、補助的
な酸素ジェットがな(てもまた盛上り部にいかなる変形
も与えることのないように少な(ともジェットの流量お
よび圧力を減少しても達成可能である。
と周縁盛上り部とを形成可能で、これにより円筒表面の
粗さの等方性を保証する。粗さの所定の深さは、補助的
な酸素ジェットがな(てもまた盛上り部にいかなる変形
も与えることのないように少な(ともジェットの流量お
よび圧力を減少しても達成可能である。
第1図は、かなり強力な酸素ジェットにより変形された
微小クレータの立面図および平面図;および 第2図は、本発明により得られた規則的な形状の微小ク
レータの立面図および平面図を示す。 1・・・円筒、2・・・回転軸、6・・・レーザ光線、
4・・・レンズ、5・・・加熱領域、6・・・溶解領域
、7・・・盛上り部、8・・・プラズマ H・・・磁界、0□・・・酸素ジェット(外4名)
微小クレータの立面図および平面図;および 第2図は、本発明により得られた規則的な形状の微小ク
レータの立面図および平面図を示す。 1・・・円筒、2・・・回転軸、6・・・レーザ光線、
4・・・レンズ、5・・・加熱領域、6・・・溶解領域
、7・・・盛上り部、8・・・プラズマ H・・・磁界、0□・・・酸素ジェット(外4名)
Claims (6)
- (1)制御粗さを表面に与える微小クレータを表面に形
成するために、この表面上に集光されたレーザ光線によ
り円筒表面が局部的に溶解され、前記溶解はレーザ光線
により溶解される金属部分の直上にプラズマ形成を導入
するところのレーザ光線による円筒表面のマーキング方
法において:前記溶解金属の表面に加えられる前記プラ
ズマの圧力が制御されるようにプラズマが作用を受ける
こと;および これにより前記微小クレータの周囲に規則的な盛上り部
を形成するように、前記溶解金属の制御量が微小クレー
タの外側に押出されること;を特徴とするレーザ光線に
よる円筒表面のマーキング方法。 - (2)前記プラズマは集光レーザ光線の軸に対し直角方
向を向く磁界の作用を受け、これにより、プラズマは集
光レーザ光線の軸に平行で前記溶解金属の表面の方向に
向けられる力を受けることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 - (3)前記磁界の強さは溶解金属の方向に減少する勾配
を示すことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
方法。 - (4)前記プラズマは集光レーザ光線の軸に平行な方向
で溶解金属の方向を向く電界の作用を受け、これにより
、プラズマは前記溶解金属の表面の方向に向けられる力
を受けることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 - (5)前記溶解金属に加えられる前記プラズマの圧力が
制御されること;および これにより円筒の表面に与えられる粗さの深さが調節さ
れること; を特徴とする特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載
の方法。 - (6)前記圧力は、前記プラズマに作用する磁界および
電界の強さをそれぞれ変化させることにより調節される
ことを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LU86694A LU86694A1 (fr) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | Procede de marquage de la surface d'un cylindre a l'aide d'un faisceau laser |
LU86694 | 1986-12-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63171281A true JPS63171281A (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=19730830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62303060A Pending JPS63171281A (ja) | 1986-12-01 | 1987-11-30 | レーザ光線による円筒表面のマーキング方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63171281A (ja) |
LU (1) | LU86694A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6417485B1 (en) * | 2000-05-30 | 2002-07-09 | Igor Troitski | Method and laser system controlling breakdown process development and space structure of laser radiation for production of high quality laser-induced damage images |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51145294A (en) * | 1975-06-10 | 1976-12-14 | Toshiba Corp | Laser apparatus |
JPS602156A (ja) * | 1983-06-13 | 1985-01-08 | Shuzo Nakazono | 豆乳の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-01 LU LU86694A patent/LU86694A1/fr unknown
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62303060A patent/JPS63171281A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51145294A (en) * | 1975-06-10 | 1976-12-14 | Toshiba Corp | Laser apparatus |
JPS602156A (ja) * | 1983-06-13 | 1985-01-08 | Shuzo Nakazono | 豆乳の製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6417485B1 (en) * | 2000-05-30 | 2002-07-09 | Igor Troitski | Method and laser system controlling breakdown process development and space structure of laser radiation for production of high quality laser-induced damage images |
US6734389B2 (en) | 2000-05-30 | 2004-05-11 | Igor Troitski | Method and laser system controlling breakdown process development and space structure of laser radiation for production of high quality laser-induced damage images |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LU86694A1 (fr) | 1988-07-14 |
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