KR100777652B1 - 가공 대상물의 내면에 패턴을 형성하는 레이저 장치 - Google Patents

가공 대상물의 내면에 패턴을 형성하는 레이저 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공 대상물의내면에 미세 패턴 가공을 수행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
본 발명의 이중 레이저 가공 장치는 레이저 광원부, 빔 스플리터, 제 1 반사 미러, 제 2 반사 미러, 제 3 반사 미러, 제 4 반사 미러, 제 5 반사 미러, 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 포함하고, 상기 레이저 광원부는 레이저 빔을 생성하고, 상기 빔 스플리터는 상기 생성된 레이저 빔을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리시키고, 상기 제 1 레이저 빔은 상기 제 1 반사 미러로 진행하고 상기 제 2 레이저 빔은 상기 제 4 반사 미러로 진행하며, 상기 제 1 반사 미러는 제 1 레이저 빔을 제 2 반사 미러로 진행시키고, 상기 제 2 반사 미러는 제 1 레이저 빔을 제 3 반사 미러로 진행시키며, 상기 제 3 반사 미러는 상기 제 1 레이저 빔을 제 1 렌즈로 진행시키고, 상기 제 4 반사 미러는 제 2 레이저 빔을 제 5 반사 미러로 진행시키고, 상기 제 5 반사 미러는 제 2 레이저 빔을 제 2 렌즈로 진행시키고, 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈는 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 각각 가공 대상물의 내부 표면에 입사시켜 패턴 가공을 수행하는 것을 특징으로 한다.
레이저 가공, 호닝, 이중

Description

가공 대상물의 내면에 패턴을 형성하는 레이저 장치{LASER APPARATUS FOR FORMING PATTERN ON INSIDE OF WORKPIECE}
도 1은 일반적인 엔진의 실린더 블록과 그 내부에 삽입되는 피스톤을 도시한 도면이다.
도 2는 호닝 가공된 실린더 블록 보어 표면과 피스톤 링의 마찰 운동을 도시한 도면이다.
도 3은 실린더 블록 보어 표면의 거칠기 곡선과 부하 곡선을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치의 회전 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치의 상하 이동을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 익스팬더의 상세한 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 장치의 틸팅 구동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 제 1 렌즈의 초점 심도를 구하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실린더 블록 보어 표면에 레이저 호닝 패턴을 생성하는 프로세스를 도시한 도면이다.
본 발명은 이중 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공 대상물의 내면에 미세 패턴 가공을 수행하는 이중 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 엔진의 실린더 블록(11)과 그 내부에 삽입되는 피스톤(13)을 도시한 도면이다.
도 1의 엔진(10)은 실린더 블록(11), 가공 대상물(12)인 실린더 블록 보어 표면, 피스톤(13) 및 피스톤 링(14)을 포함한다.
실린더 블록(11)은 실린더 블록 내부를 축 방향으로 왕복 운동하는 피스 톤(13)이 배치되는 복수의 실린더로 이루어진다.
피스톤(13)은 고온, 고압의 가스 압력을 받아 실린더 블록 내부에서 왕복 운동을 하여 가공 대상물(12)인 실린더 블록 보어 표면과 마찰하게 된다.
피스톤 링(14)은 피스톤 상부에 배치된 링으로서 가공 대상물(12)인 실린더 블록 보어 표면에 있는 오일이 연소실에 들어가지 못하게 하는 오일링(Oil Ring)과 연소가스가 새어 나가지 못하게 하는 압축링(Compressing Ring)이 있다. 압축링은 압축과 팽창시의 기밀을 유지하고 피스톤이 받은 높은 열을 실린더 블록으로 전달하며, 오일이 연소실로 들어가지 못하도록 최소한의 유막을 남겨 놓고 긁어 내리는 역할을 한다. 오일링은 가공 대상물(12)인 실린더 블록 보어 표면에 윤활유가 균일하게 묻을 수 있도록 하고 여분의 오일을 긁어 내리는 역할을 한다.
도 2는 호닝 가공된 실린더 블록 보어 표면과 피스톤 링의 마찰 운동을 도시한 도면이다.
피스톤 링(14)이 왕복 운동을 하면서 가공 대상물(12)인 실린더 보어 표면과 마찰할 때, 실린더 보어 표면에는 적절한 교각(angle of intersection)을 지닌 그물망 형태의 메쉬(mesh)가 있어야 피스톤(13)이 부드럽게 움직일 수 있다. 이 메쉬(mesh)가 없으면 지나치게 면이 매끄러워져 윤활유 막이 형성되지 않아 피스톤의 스트립 현상이 발생하기 쉽다. 즉, 적절한 교각을 지닌 그물망 형태의 메쉬를 호닝 패턴(15)이라 하고, 이는 기름 받이의 기능을 수행하는 기름 홈의 역할을 한다.
현재 주류를 이루고 있는 리시프로 엔진(Recipro Engine)의 보어 표면은 피스톤(13)/피스톤 링(14)과의 왕복 습동을 고려할 때, 트라이볼러지(Tribology) 성능 중 특히 마찰 성능, 내시저(Proof seizure) 성능이 중요하다. 이 같은 표면 기능을 고려하여, 일반적인 실린더 블록 보어 표면에는 호닝 가공의 방법으로 기름 받이의 기능을 수행하는 기름 홈을 형성한다.
호닝 가공은 원통 내면을 가공하는 정밀 다듬질의 일종으로서, 자세하게는 숫돌(abrasive stick)을 원통 주위에 끼워 넣은 혼(hone)이라는 공구를 원통 내면에서 회전과 동시에 축방향으로 왕복시켜 피가공물의 내면에 가볍게 접촉 운동시킴으로써 정밀 가공하는 방법이다. 호닝 패턴(15)은 피스톤(13)과 가공 대상물(12)인 엔진 실린더 보어 표면과의 마찰 성능 및 내시저 성능에 관련되므로, 엔진 성능에 중요한 영향을 미친다.
도 3은 실린더 블록 보어 표면의 거칠기 곡선과 부하 곡선을 도시한 도면이다.
표면 거칠기(surface roughness)는 금속 표면을 다듬질 가공할 때에 표면에 생기는 미세한 요철의 정도를 말한다. 어떠한 방법의 생산 공정을 채택해도 기하학적으로 이상적인 완벽한 표면을 가공한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 가공된 표면을 확대한 사진을 보면 가공된 표면이 마치 많은 정상(peak)과 계곡(valley)이 있는 산과 같은 모습을 하고 있다. 거칠기의 정도를 나타내는데 있어서, 표면을 측정물과 직각인 평면으로 절단하고 그 단면을 보면 어떤 곡선을 이루는데, 이런 거칠기의 정도를 나타내는 통계적인 값을 거칠기 파라미터(roughness parameter)라 한다.
도 3에 도시된 거칠기 곡선은 피크(peak) Rpk, 중심부 표면 Rk, 밸리(valley) Rvk 의 거칠기 파라미터(roughness parameter)로 실린더 보어 표면의 단면을 구분할 수 있다.
도 3의 부하 곡선의 Mr1은 피크(peak)가 전체 실린더 보어 표면에서 차지하는 비율을 의미하고, Mr2는 밸리(Valley)가 전체 실린더 보어 표면에서 차지하는 비율을 의미한다.
Rpk는 거칠기의 피크(peak)로서, 실린더 보어 표면 거칠기의 가장 높은 지점을 의미한다. 따라서 Rpk 는 피스톤(13)/피스톤링(14)이 왕복 습동할 때 가장 마모되기 쉬운 부분이다. Rk는 실린더 보어 표면 거칠기의 중심부로서, 전체 구간의 거칠기 평균값으로 볼 수 있다. Rvk 는 밸리(valley)의 깊이로서, 윤활유가 유지되는 기름 홈에 대한 지표가 된다.
따라서, Rpk 또는 Rvk 가 과도하면 피스톤과 가공 대상물(12)인 엔진 실린더 보어 표면과의 마찰 운동에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 실린더 보어 표면을 가공하는 호닝 가공 기술의 중요성을 알 수 있다.
종래의 호닝 가공 방식은 숫돌을 이용하여 내경 가공을 행하기 때문에 절삭 및 연삭 시 숫돌이 마모됨으로 인해 일정한 양질의 가공 패턴을 형성하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 숫돌을 자주 교체해 주어야 하기 때문에 유지 보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 미국특허 제5,441,439호는 레이저를 이용하여 가공물 표면을 호닝 가공하는 방법을 개시하고 있다. 미국특허 제5,441,439호는 호닝 가공의 첫 번째 단계로서 가공물 표면에 최소한의 거칠기를 형성하고, 두 번째 단계로서 최소한의 거칠기가 형성된 가공물 표면 위에 레이저를 이용하여 일정한 간격의 홈을 형성하는 호닝 가공 과정을 개시하고 있다.
하지만, 미국특허 제5,441,439호는 레이저를 이용하여 호닝 가공을 수행하는 프로세스를 소개하고 있을 뿐, 이러한 호닝 가공을 효율적으로 수행할 수 있는 레이저 장치의 구체적인 구성에 대해서는 전혀 개시하고 있지 않다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 레이저 빔을 이용하여 가공 대상물의 내면에 일정한 양질의 가공 패턴을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 레이저 빔을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리하여 동시에 두 부분을 가공함으로써, 레이저 가공에 소요되는 작업 시간을 단축시키고, 제 1 레이저 빔이 이동한 경로 길이와 제 2 레이저 빔이 이동한 경로 길이를 동일하게 함으로써 동일한 품질의 패턴 가공을 수행할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가공 대상물의 크기에 따라 사용자가 이동부를 선 택하여 구동시킴으로써, 다양한 크기의 가공 대상물에 적용시킬 수 있고, 렌즈와 미러만을 틸팅 구동 시킴으로써 이동부 전체의 상하 이동을 생략할 수 있어 모터 구동을 간소화시킬 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 레이저 광원부, 빔 스플리터, 제 1 반사 미러, 제 2 반사 미러, 제 3 반사 미러, 제 4 반사 미러, 제 5 반사 미러, 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 포함하고, 상기 레이저 광원부는 레이저 빔을 생성하고, 상기 빔 스플리터는 상기 생성된 레이저 빔을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리시키고, 상기 제 1 레이저 빔은 상기 제 1 반사 미러로 진행하고 상기 제 2 레이저 빔은 상기 제 4 반사 미러로 진행하며, 상기 제 1 반사 미러는 제 1 레이저 빔을 제 2 반사 미러로 진행시키고, 상기 제 2 반사 미러는 제 1 레이저 빔을 제 3 반사 미러로 진행시키며, 상기 제 3 반사 미러는 상기 제 1 레이저 빔을 제 1 렌즈로 진행시키고, 상기 제 4 반사 미러는 제 2 레이저 빔을 제 5 반사 미러로 진행시키고, 상기 제 5 반사 미러는 제 2 레이저 빔을 제 2 렌즈로 진행시키고, 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈는 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 각각 가공 대상물의 내부 표면에 입사시켜 패턴 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 이중 레이저 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 측면은 원통 형상의 가공물의 내부 표면을 호닝 가공하는 방법에 있어서, 거친 호닝 가공을 실시하는 제 1 단계와, 중간 다듬질 호닝 가공을 실시하는 제 2 단계와, 이중 레이저 가공 장치를 이용하여 레이저 미세 홈 가공을 실시하는 제 3 단계 및 최종 다듬질 호닝 가공을 실시하는 제 4 단계를 포함하는 호닝 가공 방법을 제공한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 원통 형상을 갖는 가공 대상물의 내면을 가공하기 위해 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 원통 이외의 형상을 갖는 가공 대상물의 내면을 가공하는 데도 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 가공 장치(100)는 레이저 광원부(110), 제 1 반사 미러(120), 포커싱 렌즈(130) 및 제 2 반사 미러(140)를 포함한다.
레이저 광원부(110)는 내경 가공을 위한 레이저 빔을 공급하는 기능을 수행한다. 예를 들면, Nd:YAG 형 또는 Nd:YVO4 형 레이저 소스로서 파장(λ)이 1064nm인 CW파(continuous wave) 레이저 빔을 생성하도록 구비되며, 여기에 Q스위치 소자를 더 구비함으로써 펄스파(pulse wave) 레이저 빔을 생성하도록 할 수도 있다. 레이저 광원부(110)에 의해 생성된 레이저 빔은 제 1 반사 미러(120)로 입사한다.
제 1 반사 미러(120)는 레이저 빔의 진행 방향을 변경하는 위치에 설치되어 진행 방향 변경 각도를 제어할 수 있다. 제 1 반사 미러(120)는 레이저 광원부(110)로부터 공급된 레이저 빔의 진행 방향을 포커싱 렌즈(130)로 변경시킨다.
포커싱 렌즈(130)는 레이저 빔이 가공 대상물에 주사되기까지의 경로 길이(X+Y)를 제어할 수 있도록 설치된다. 이때, 모터(Motor) 제어를 통한 오토 포커싱(Auto focusing)기능으로 레이저 빔이 포커싱 렌즈(130)로부터 가공 대상물에 주사되기까지의 경로 길이(X+Y)를 조절할 수 있다. 레이저 빔은 포커싱 렌즈(130)를 통과하여 제 2 반사 미러(140)에 입사한다.
제 2 반사 미러(140)는 포커싱 렌즈(130)를 통과한 레이저 빔이 가공 대상물 표면에 주사되도록 설치된다. 제 2 반사 미러(140)로 입사한 레이저 빔은, 원통 내면에 주사되어 미세 패턴 가공을 수행한다.
원통 내면 전체에 일정한 패턴 가공을 수행하기 위하여, 가공 대상물인 원통 자체를 상하 및 회전 이동시킬 수 있으며, 또는 포커싱 렌즈(130)와 제 2 반사 미러(140)를 포함하는 이동부(R)가 상하 및 회전 이동할 수도 있다. 만약, 상기의 이동의 범위가 크지 않아 주사되는 레이저 빔의 경로 길이 오차가 허용될 수 있는 수준이면, 이동부(R)는 제 2 반사 미러(140)만을 포함하는 것도 가능하다. 또는, 원통 내면과 상기 이동부(R)가 상하 이동 또는 회전 이동 중 하나를 선택하여 각각 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치(100)의 회전 이동을 설명하기 위한 도면이다.
레이저 가공 장치(100)의 이동부(R)가 원통 내에서 축을 기준으로 360°회전하면, 제 2 반사 미러(140)에 의해 진행 방향이 변경된 레이저 빔(111)이 이동부(R)의 회전으로 인해 축을 중심으로 360° 회전하면서 가공 대상물(12)인 원통 내면에 주사되기 때문에 일정 높이의 원통 내면의 둘레 전체에 미세 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 이동부(R)는 고정시키고, 가공 대상물(12)인 원통 내면을 360° 회전시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가공 대상물의 내면에 미세 패턴을 형성하는 레이저 가공 장치(100)의 상하 이동을 도시한 도면이다.
도 6에서 이동부(R)는 제 2 반사 미러(140)만을 포함하도록 도시되어 있으나 전술한 바와 같이 포커싱 렌즈(130)를 포함할 수도 있다.
이동부(R)는 원통 내에서 상하 이동을 함으로써, 레이저 빔(111)의 스팟(SP)의 높이를 미세 패턴 가공을 수행할 원통 내면의 일정한 높이에 맞춘다. 이동부(R) 가 상하 이동을 함으로 인해 주사될 레이저 빔(111)도 상하 이동을 하기 때문에, 원통 내면의 높이 전체에 레이저 빔(111)을 이용한 패턴 가공을 수행할 수 있다.
이동부(R)는 원통 내면 내에서 축을 기준으로 일정 높이의 둘레 전체를 360°회전하면서, 미세 패턴 가공을 수행한 다음, 상기의 일정 높이 보다 상위 또는 하위 높이로 상하 이동을 한다. 다시 말해, 레이저 빔(111)이 원통 내면의 일정 높이의 미가공된 둘레 전체에 미세 패턴 가공을 수행한 후, 단계적으로 상기의 일정 높이 보다 상위 또는 하위의 미가공된 높이로 상하 이동한다.
이러한 이동부(R)의 회전 이동 및 상하 이동의 단계적인 반복 작업을 통하여 레이저 가공 장치(100)가 가공 대상물(12)인 원통 내면 전체에 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
또한, 원통이 전술한 회전 이동 및 상하 이동을 조합적으로 수행함으로써, 원통 내면 전체에 미세 패턴 가공을 수행할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치(200)를 도시한 도면이다.
도 7의 이중 레이저 가공 장치(200)는 레이저 광원부(210), 제 1 반사 미러(240), 제 2 반사 미러(250), 제 3 반사 미러(260), 제 4 반사 미러(270), 제 5 반사 미러(280), 제 6 반사 미러(220), 빔 익스팬더(230), 빔 스플리터(BS), 제 1 렌즈(FL1) 및 제 2 렌즈(FL2)를 포함한다.
이중 레이저 가공 장치(200)의 제 1 이동부(R1)는 빔 스플리터(BS), 제 1 반사 미러(240), 제 2 반사 미러(250), 제 3 반사 미러(260), 제 4 반사 미러(270), 제 5 반사 미러(280), 제 1 렌즈(FL1) 및 제 2 렌즈(FL2)를 포함할 수 있다.
또한, 이중 레이저 가공 장치(200)는 상기 이동부(R1)를 회전 이동시키는 구동부(도시 생략)와 상하 이동시키는 구동부(도시 생략)를 포함할 수 있다.
레이저 광원부(210)는 내경 가공을 위한 레이저 빔을 공급하는 기능을 수행한다. 예를 들면, Nd:YAG 형 또는 Nd:YVO4 형 레이저 소스로서 파장(λ)이 1064nm인 CW파(Continuous wave) 레이저 빔을 생성하도록 구비되며, 여기에 Q스위치 소자를 더 구비함으로써 펄스파(Pulse wave) 레이저 빔을 생성하도록 할 수도 있다. 레이저 광원부(210)로부터 발생된 레이저 빔은 제 6 반사 미러(220)로 입사한다.
제 6 반사 미러(320)는 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 레이저 빔의 진행 방향을 변경할 위치에 설치되어 레이저 빔의 진행 방향 변경 각도를 제어한다. 따라서, 레이저 광원부(210)로부터 생성된 레이저 빔의 진행 방향을 빔 익스팬더(230)로 변경시킨다.
빔 익스팬더(230)는 레이저 빔의 직경을 제어함으로써 최종적으로 가공 대상물에 입사되는 레이저 빔의 스팟 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 빔 익스팬더(230)는 제 6 반사 미러(220)로부터 입사된 레이저 빔의 직경을 적절한 크기로 조절하여, 이를 빔 스플리터(BS)로 입사시킨다.
빔 스플리터(BS)는 입사된 레이저 빔의 일부를 반사시키고, 나머지 일부를 투과시킴으로써, 입사된 레이저 빔을 분리시키는 기능을 수행한다. 본 실시예에서는 빔 스플리터(BS)로서 반사율과 투과율이 각각 50%인 부재를 사용하여, 상기 레이저 빔을 정확히 50:50의 비율로 분리하는 것이 바람직하다. 빔 익스팬더(230)에 의해 직경이 확대된 레이저 빔은, 빔 스플리터(BS)에서 일부는 반사되어 제 1 레이 저 빔(LS1)으로서 진행하고, 나머지 일부 레이저 빔은 빔 스플리터(340)를 투과하여 제 2 레이저 빔(LS2)으로서 진행한다. 제 1 레이저 빔(LS1)은 제 1 반사 미러(240)를 향한 방향으로 진행된다.
제 1 반사 미러(240)는 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 제 1 레이저 빔(LS1)의 진행 방향을 제 2 반사 미러(250)로 향하게 한다.
제 2 반사 미러(250) 역시 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 제 1 반사 미러(240)로부터 반사된 제 1 레이저 빔(LS1)의 진행 방향을 제 3 반사 미러(260)로 향하게 한다.
제 3 반사 미러(260) 역시 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 제 2 반사 미러(250)로부터 반사된 제 1 레이저 빔(LS1)의 진행 방향을 제 1 렌즈(FL1)로 향하게 한다.
제 1 렌즈(FL1)는 제 3 반사 미러(260)로부터 입사된 제 1 레이저 빔(LS1)을 가공 대상물의 패턴 형성 부위에 모아주는 역할을 수행한다.
제 1 렌즈(FL1)에 의해 제 1 스팟(SP1)에 모인 제 1 레이저 빔(LS1)을 이용하여 가공 대상물(12)의 내면에 미세 패턴 가공을 수행한다.
한편, 제 4 반사 미러(270)는 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 빔 스플리터(BS)를 투과한 제 2 레이저 빔(LS2)의 진행 방향을 제 5 반사 미러(280)로 향하게 한다.
제 5 반사 미러(280) 역시 반사율이 100%인 미러를 사용하는 것이 바람직하며, 제 4 반사 미러(270)로부터 반사된 제 2 레이저 빔(LS2)의 진행 방향을 제 2 렌즈(FL2)로 향하게 한다.
제 2 렌즈(FL2)는 제 5 반사 미러(280)로부터 입사된 제 2 레이저 빔(LS2)을 가공 대상물의 패턴 형성 부위에 모아주는 역할을 수행한다.
제 2 렌즈(FL2)에 의해 제 2 스팟(SP2)에 모인 제 2 레이저 빔(LS2)을 이용하여 가공 대상물(12)의 내면에 미세 패턴 가공을 수행한다.
구동부(도시 생략)는 제 1 이동부(R1)를 가공 대상물(12) 내에서 빔 스플리터(BS)의 중심과 제 1 반사 미러(240)의 중심을 잇는 제 1 축(AX1)을 중심으로 회전시킨다. 이에 따라, 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)이 가공 대상물(12) 내의 일정 높이에서 회전하게 된다.
가공 대상물(12)의 일정 높이의 둘레 전체에 레이저 미세 패턴을 형성한 후, 구동부(도시 생략)는 가공 대상물(12)의 일정 높이 보다 상위 또는 하위 높이의 둘레에 미세 패턴을 형성하기 위하여 제 1 이동부(R1)를 상하 방향으로 이동시킨다. 제 1 이동부(R1)가 상하 방향으로 이동함으로 인해, 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)이 상하 방향으로 이동하게 되고, 그 후, 제 1 이동부(R1)를 다시 회전시킴으로써 가공 대상물(12)의 미가공된 둘레에 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 회전 및 상하 이동을 단계적으로 반복하면서 가공 대상물(12)의 내면 전체에 정밀 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
지금까지는 구동부(도시 생략)가 이동부(R1)를 가공 대상물(12) 내에서 회전 및 상하 이동시키는 것으로만 설명하였지만, 이는 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구동부(도시 생략)가 가공 대상물(12)을 직접 회전 및 상하 이동시키는 방식도 가능하다.
본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 레이저 빔(LS1)이 빔 스플리터(BS)로부터 제 1 반사 미러(240), 제 2 반사 미러(250), 제 3 반사 미러(260) 및 제 1 렌즈(FL1)를 거쳐 가공 대상물에 제 1 스팟(SP1)을 형성한 곳까지의 경로 길이와 제 2 레이저 빔(LS2)이 상기의 빔 스플리터(BS)로부터 제 4 반사 미러(270), 제 5 반사 미러(280) 및 제 2 렌즈(FL2)를 거쳐 가공 대상물에 제 2 스팟(SP2)을 형성한 곳까지의 경로 길이가 실질적으로 동일하게 된다. 이와 같이 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)의 경로 길이가 실질적으로 동일하면, 제 1 스팟(SP1)과 제 2 스팟(SP2)에 실질적으로 동일한 품질의 패턴 가공을 수행할 수 있다. 또한, 레이저 빔을 이중으로 사용하여 동시에 두 부분을 가공함으로써, 패턴 형성 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빔 익스팬더(230)의 상세한 구조를 도시한 도면이다.
빔 익스팬더(230)는 제 1 익스팬더용 렌즈(231), 제 2 익스팬더용 렌즈(232), 제 3 익스팬더용 렌즈(233)를 포함한다.
제 2 반사 미러(220)에서 반사된 레이저 빔은 부(-)의 굴절율을 가지는 제 1 익스팬더용 렌즈(231), 정(+)의 굴절율을 가지는 제 2 익스팬더용 렌즈(232) 및 부(-)의 굴절율을 가지는 제 3 익스팬더용 렌즈(233)를 통과하여 빔 스플리터(240)로 입사된다. 빔 익스팬더(230)는 제 1 익스팬더용 렌즈(231), 제 2 익스팬더용 렌 즈(232), 제 3 익스팬더용 렌즈(233)를 각각 상하 이동시켜 빔 익스팬더용 렌즈(231, 232, 233) 간의 거리를 제어함으로써, 빔 익스팬더(231)에 입사한 레이저 빔의 직경을 제어한다.
지금까지는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 가공 장치(200)가 제 6 반사 미러(220)와 빔 익스팬더(230)를 포함하는 것으로 설명하였지만, 이는 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제 2 실시예에서 제 6 반사 미러(220)와 빔 익스팬더(230)는 생략 가능하며, 다른 구성 요소로 대체될 수도 있음을 당업자라면 쉽게 이해할 것이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 장치(200)의 틸팅(tilting) 구동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈(FL1)와 제 3 반사 미러(260)를 틸팅 구동시킴으로써, 제 1 레이저 빔(LS1)이 가공 대상물(12)의 표면에 입사되는 상하 범위를 확장시킬 수 있다. 단, 제 1 렌즈(FL1)와 제 3 반사 미러(260)는 제 1 레이저 빔(LS1)이 가공 대상물(12)을 효과적으로 가공할 수 있도록 제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(depth of focus)를 유지하는 범위 내에서만 틸팅 구동되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도를 유지하는 범위를 틸팅 유효 범위(T)라고 하며, 틸팅 유효 범위(T) 내에서는, 레이저 장치가 일정 높이 둘레를 가공한 후에 구동부를 이용하여 제 1 이동부(R1)를 상하 이동하는 대신에 틸팅 구동만으로 상기 일정 높이의 상위 부분 또는 하위 부분을 가공하는 것이 바람직하다.
더 구체적으로는, 제 1 스팟(SP1)이 일정한 높이에 고정되어 있을 때, 제 1 렌즈(FL1)를 제 1 틸팅 축(TX1)을 중심으로 회전 시키고 제 3 반사 미러(260)를 제 2 틸팅 축(TX2)를 중심으로 회전시키면, 제 1 레이저 빔(LS1)이 가공 대상물(12) 내면에 여러 각도로 입사됨으로써, 제 1 스팟(SP1)이 상기 일정 높이보다 상위 부분 또는 하위 부분에 형성된다. 틸팅 유효 범위(T) 내에서의 가공이 완료되면, 구동부가 제 1 이동부(R1)를 상하 이동시킨다.
제 2 렌즈(FL2)와 제 5 반사 미러(280)를 틸팅 구동시키는 방법은 제 1 렌즈(FL1)와 제 3 반사 미러(260)를 틸팅 구동시키는 방법과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이, 제 1 이동부(R1)를 일정 높이에서 회전 이동시키고, 제 1 렌즈(FL1), 제 3 반사 미러(260), 제 2 렌즈(FL2) 및 제 5 반사 미러(280)를 틸팅 유효 범위(T) 내에서 틸팅 구동시키고, 다시 제 1 이동부(R1)를 상하 이동시키는 단계를 반복함으로써, 가공 대상물(12)의 내면 전체를 가공할 수 있다.
이와 같이, 틸팅 구동을 사용하면, 제 1 이동부(R1)를 상하 이동시키는 구동부의 모터 구동을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(Δf)를 구하는 원리를 설명하기로 한다. 도 10은 제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(Δf)를 도시한 도면이다.
제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(Δf)는 제 1 렌즈(FL1)를 통과한 레이저 빔이 가공 대상물을 유효하게 가공할 수 있는 구간을 의미한다. 따라서, 초점 심도(Δf) 를 벗어난 구간에서는 레이저 가공의 품질이 저하되므로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 틸팅 유효 범위(T)는 상기 초점 심도(Δf)에 기반하여 정하는 것이 바람직하다.
제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(Δf)는 레일리 범위(Rayleigh range)의 2배로 정의될 수 있으며, (식 1) 과 (식 2)에 의하여 그 근사값이 계산될 수 있다.
Figure 112007021641151-pat00001
(식 1)
Figure 112007021641151-pat00002
(식 2)
여기서, ZR은 레일리 범위(Rayleigh range), λ은 레이저 빔의 파장, f는 렌즈 상수, D는 레이저 빔의 유효 직경, F는 레이저 빔의 유효 직경에 대한 렌즈 상수의 비율을 각각 나타낸다.
따라서, 레이저 빔의 파장(λ), 레이저 빔의 유효 직경(D) 및 렌즈 상수(f)의 값을 이용하여, 초점 심도(Δf)를 구할 수 있다.
제 2 렌즈(FL2)의 초점 심도(Δf)를 구하는 과정은 상기의 제 1 렌즈(FL1)의 초점 심도(Δf)를 구하는 과정과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치(200)를 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치(200) 의 구성은 제 2 실시예에 따른 이중 레이저 가공 장치(200)의 구성과 거의 유사하나, 이동부의 구성에만 차이가 있다.
이중 레이저 가공 장치(200)의 제 2 이동부(R2)는 제 2 반사 미러(250), 제 3 반사 미러(260) 및 제 1 렌즈(FL1)를 포함하고, 제 3 이동부(R3)는 제 4 반사 미러(270), 제 5 반사 미러(280) 및 제 2 렌즈(FL2)를 포함한다.
또한, 이중 레이저 가공 장치(200)는 상기 제 2 이동부(R2)와 상기 제 3 이동부(R3)를 회전 이동시키는 구동부(도시 생략)와 상하 이동시키는 구동부(도시 생략)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 구동부(도시 생략)는 제 2 이동부(R2)를 가공 대상물(12-1) 내에서 제 2 반사 미러(250)의 중심과 제 3 반사 미러(260)의 중심을 잇는 제 2 축(AX2)을 중심으로 회전시킨다. 또한, 구동부는 제 3 이동부(R3)를 가공 대상물(12-2) 내에서 제 4 반사 미러(270)의 중심과 제 5 반사 미러(280)의 중심을 잇는 제 3 축(AX3)을 중심으로 회전시킨다. 이에 따라, 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)이 가공 대상물(12-1)과 가공 대상물(12-2)내의 일정 높이에서 각각 회전하게 된다.
가공 대상물(12-1)의 일정 높이의 둘레 전체에 레이저 미세 패턴이 형성된 후, 구동부(도시 생략)는 가공 대상물(12-1)의 일정 높이 보다 상위 또는 하위 높이의 둘레에 미세 패턴을 형성하기 위하여 제 2 이동부(R2)를 상하 방향으로 이동시킨다. 제 2 이동부(R2)가 상하 방향으로 이동함으로 인해, 제 1 레이저 빔(LS1)이 상하 방향으로 이동하게 되고 그 후, 제 2 이동부(R2)를 다시 회전시킴으로써 가공 대상물(12-1)의 미가공된 둘레에 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
이때, 제 2 이동부(R2)의 패턴 가공 작업에 제 2 실시예의 틸팅 구동을 동일하게 적용시킬 수 있다.
제 3 이동부(R3)의 패턴 가공 작업은 상기의 제 2 이동부(R2)의 패턴 가공 작업 방법과 동일하다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 내경 가공용 이중 레이저 장치(200)는 상기한 바와 같이, 제 2 이동부(R2)와 제 3 이동부(R3) 각각을 일정 높이에서 회전 이동시키고, 제 1 렌즈(FL1), 제 3 반사 미러(260), 제 2 렌즈(FL2) 및 제 5 반사 미러(280)를 틸팅 유효 범위(T) 내에서 틸팅 구동시키고, 다시 제 2 이동부(R2)와 제 3 이동부(R3) 각각을 상하 이동시키는 단계를 반복함으로써, 동시에 두 개의 가공 대상물(12-1, 12-2)의 내면 전체에 정밀 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
또한, 제 2 실시예에서와 마찬가지로, 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)의 경로 길이가 실질적으로 동일하므로, 두 개의 가공 대상물(12-1, 12-2) 내면에 실질적으로 동일한 품질의 정밀 미세 패턴 가공을 수행할 수 있다.
지금까지는, 구동부(도시 생략)가 제 2 이동부(R2)와 제 3 이동부(R3)를 가공 대상물(12-1)및 가공 대상물(12-2)내에서 회전 및 상하 이동시키는 것으로만 설명하였지만, 이는 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구동부(도시 생략)가 가공 대상물(12-1)및 가공 대상물(12-2)를 직접 회전 및 상하 이동시키는 방식도 가능하다.
한편, 가공 대상물의 직경이 제 1 렌즈(FL1)와 제 2 렌즈(FL2) 간의 거리보 다 큰 경우에는 본 발명의 제 2 실시예를 이용하여 패턴 가공을 수행하고, 가공 대상물의 각각의 반직경 합이 제 3 반사 미러(260)와 제 5 반사 미러(280) 간의 거리 보다 작은 경우에는 제 3 실시예의 방법으로 패턴 가공을 수행하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 제 2 실시예와 제 3 실시예가 하나의 실시예로 구현되는 것이 바람직하다. 제 2 실시예와 제 3 실시예가 하나의 실시예로 구현된 경우에는 가공 대상물의 크기에 따라 이동부(R1, R2, R3)를 적절히 선택하여 패턴 가공을 수행할 수 있다.
다시 말해, 가공 대상물(12)의 직경이 제 1 렌즈(FL1)와 제 2 렌즈(FL2) 간의 거리보다 큰 경우에는 제 1 이동부(R1)를 가공 대상물(12) 내에서 빔 스플리터(BS)의 중심과 제 1 반사 미러(240)의 중심을 잇는 제 1 축(AX1)을 중심으로 회전시킨다. 또한, 가공 대상물(12-1, 12-2)의 각각의 반직경 합이 제 3 반사 미러(260)와 제 5 반사 미러(280) 간의 거리 보다 작은 경우에는, 제 2 이동부(R2)를 가공 대상물(12-1) 내에서 제 2 반사 미러(250)의 중심과 제 3 반사 미러(260)의 중심을 잇는 제 2 축(AX2)을 중심으로 회전시키고, 제 3 이동부(R3)를 가공 대상물(12-2) 내에서 제 4 반사 미러(270)의 중심과 제 5 반사 미러(280)의 중심을 잇는 제 3 축(AX3)을 중심으로 회전시킨다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 실린더 블록 보어 표면에 레이저 호닝 패턴을 생성하는 프로세스를 도시한 도면이다.
실린더 블록 보어 표면의 거칠기를 표시하는 파라미터(Parameter)로 Rz를 사용하였다. Rz는 예를 들어, 거칠기 곡선의 제일 높은 피크(peak)에서부터 세 번째의 피크(peak)와 가장 낮은 쪽에서 순번대로 세 번째의 밸리(valley)를 지나고 중심선에 평행한 두 선간의 거리로 나타낼 수 있다.
단계(S10)에서는, 1차적으로 숫돌 등을 이용한 거친 호닝 가공을 수행한다. 제 1 공정을 거친 후의 실린더 블록 보어 표면의 Rz는, 예를 들어, 8~12㎛이다.
단계(S20)에서는, 2차적으로 중간 다듬질 호닝 가공을 수행한다. 제 2 공정을 거친 후의 실린더 블록 보어 표면의 Rz는, 예를 들어, 2~15㎛로 표면이 좀 더 다듬어진 것을 알 수 있다.
단계(S30)에서는, 제 1 실시예 내지 제 3 실시예 중 하나의 실시예에 의한 레이저 장치를 사용하여 가공 대상물(12)인 실리콘 블록 보어 표면에 미세 패턴 가공을 수행한다. 레이저 가공 장치가 실린더 블록 보어 표면에 미세한 기름 홈을 가공하여, 일정한 기름 홈 패턴을 형성할 수 있다.
기름 홈의 폭은, 예를 들어, 40~80㎛, 깊이는 5~25㎛ 정도인 것이 바람직하다.
단계(S40)에서는, 최종 다듬질 호닝 가공을 수행한다. 제 4 공정을 거친 후의 실린더 블록 보어 표면의 Rz는, 예를 들어, 1~2㎛이다.
이와 같이 호닝 가공을 단계적으로 수행함으로써 실리콘 블록 보어 표면의 거칠기가 최적화되고, 레이저 가공 장치를 이용하여 실리콘 블록 보어 표면에 기름 홈을 형성함으로써, 일정한 형상의 기름 받이를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 레이저 빔을 제 1 레이저 빔(LS1)과 제 2 레이저 빔(LS2)으로분리하여 동시에 두 부분을 가공함으로써, 레이저 가공에 소요되는 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 제 1 레이저 빔(LS1)이 이동한 경로 길이와 제 2 레이저 빔(LS2)이 이동한 경로 길이가 실질적으로 동일하므로, 제 1 스팟(SP1)과 제 2 스팟(SP2)에 실질적으로 동일한 품질의 패턴 가공을 수행할 수 있다.
셋째, 가공 대상물의 크기에 따라 사용자가 제 1 이동부(R1)와 제 2 및 제 3 이동부(R2, R3) 중 하나를 선택하여 회전시킬 수 있으므로, 다양한 크기의 가공 대 상물에 적용시킬 수 있는 효과가 있다.
넷째, 렌즈와 미러만을 틸팅 구동 시킴으로써 이동부 전체의 상하 이동을 생략할 수 있으므로, 이동부를 상하 운동시키는 모터 구동을 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 이중 레이저 가공 장치에 있어서,
    상기 장치는 레이저 광원부, 빔 스플리터, 제 1 반사 미러, 제 2 반사 미러, 제 3 반사 미러, 제 4 반사 미러, 제 5 반사 미러, 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 구동부를 포함하고,
    상기 레이저 광원부는 레이저 빔을 생성하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 생성된 레이저 빔을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리시키고,
    상기 제 1 레이저 빔은 상기 제 1 반사 미러, 상기 제 2 반사 미러, 상기 제 3 반사 미러 및 상기 제 1 렌즈로 순차적으로 진행하고.
    상기 제 2 레이저 빔은 상기 제 4 반사 미러, 상기 제 5 반사 미러 및 상기 제 2 렌즈로 순차적으로 진행하고,
    상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈는 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 가공 대상물의 내부 표면에 입사시켜 패턴 가공을 수행하고,
    상기 구동부는 상기 빔 스플리터, 상기 제 1 반사 미러, 상기 제 2 반사 미러, 상기 제 3 반사 미러, 상기 제 4 반사 미러, 상기 제 5 반사 미러, 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 2 렌즈를 포함하는 제 1 이동부를 상기 빔 스플리터의 중심과 상기 제 1 반사 미러의 중심을 잇는 제 1 축을 중심으로 상기 가공 대상물 내에서 회전 운동시키는 이중 레이저 가공 장치.
  2. 이중 레이저 가공 장치에 있어서,
    상기 장치는 레이저 광원부, 빔 스플리터, 제 1 반사 미러, 제 2 반사 미러, 제 3 반사 미러, 제 4 반사 미러, 제 5 반사 미러, 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 구동부를 포함하고,
    상기 레이저 광원부는 레이저 빔을 생성하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 생성된 레이저 빔을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리시키고,
    상기 제 1 레이저 빔은 상기 제 1 반사 미러, 상기 제 2 반사 미러, 상기 제 3 반사 미러 및 상기 제 1 렌즈로 순차적으로 진행하고.
    상기 제 2 레이저 빔은 상기 제 4 반사 미러, 상기 제 5 반사 미러 및 상기 제 2 렌즈로 순차적으로 진행하고,
    상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈는 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 각각 제 1 가공 대상물과 제 2 가공 대상물의 내부 표면에 입사시켜 패턴 가공을 수행하고,
    상기 구동부는 상기 제 2 반사 미러, 상기 제 3 반사 미러 및 상기 제 1 렌즈를 포함하는 제 2 이동부를 상기 제 2 반사 미러의 중심과 상기 제 3 반사 미러의 중심을 잇는 제 2 축을 중심으로 상기 제 1 가공 대상물 내에서 회전 운동시키고,
    상기 제 4 반사 미러, 상기 제 5 반사 미러 및 상기 제 2 렌즈를 포함하는 제 3 이동부를 상기 제 4 반사 미러의 중심과 상기 제 5 반사 미러의 중심을 잇는 제 3 축을 중심으로 상기 제 2 가공 대상물 내에서 회전 운동시키는 이중 레이저 가공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저 빔이 상기 빔 스플리터로부터 상기 가공 대상물의 내부 표면까지 진행한 경로 길이와 상기 제 2 레이저 빔이 상기 빔 스플리터로부터 상기 가공 대상물의 내부 표면까지 진행한 경로 길이가 실질적으로 동일한 이중 레이저 가공 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 가공 대상물 및 상기 제 2 가공 대상물을 회전 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 가공 대상물 및 상기 제 2 가공 대상물을 상하 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 이동부 및 제 3 이동부를 상하 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동부를 상하 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저 광원부와 상기 빔 스플리터 사이에 위치하며,
    상기 레이저 광원부에서 생성된 레이저 빔의 직경을 제어하여 상기 빔 스플리터로 입사시키는 빔 익스팬더를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔은 상기 빔 스플리터에 의해 50:50으로 분리되는 이중 레이저 가공 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저 광원부와 상기 빔 스플리터 사이에 설치되어, 상기 레이저 광원부에서 생성된 레이저 빔을 반사하여, 상기 빔 스플리터로 진행시키기 위한 제 6 반사 미러를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 빔 익스팬더는 제 1 익스팬더용 렌즈, 제 2 익스팬더용 렌즈 및 제 3 익스팬더용 렌즈를 포함하고, 상기 빔 익스팬더는 상기 레이저 빔의 직경을 제어함 으로써, 상기 가공 대상물의 내부 표면에 입사되는 레이저 빔의 스팟(spot) 사이즈를 제어하는 이중 레이저 가공 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 대상물을 회전 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 대상물을 상하 운동시키는 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 반사 미러와 상기 제 1 렌즈를 틸팅 구동시키는 틸팅 구동부를 더 포함하는 이중 레이저 가공 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는 상기 제 3 반사 미러와 상기 제 1 렌즈를 틸팅 유효 범위 내에서 틸팅 구동시키고, 상기 틸팅 유효 범위는 상기 제 1 렌즈의 초점 심도에 기반하여 판정되는 이중 레이저 가공 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 초점 심도는 상기 제 1 레이저 빔의 유효 직경, 상기 제 1 렌즈의 렌즈 상수 및 상기 제 1 레이저 빔의 파장에 기초하여 판정되는 이중 레이저 가공 장치.
  18. 원통 형상의 가공물의 내부 표면을 호닝 가공하는 방법에 있어서,
    거친 호닝 가공을 실시하는 제 1 단계와,
    중간 다듬질 호닝 가공을 실시하는 제 2 단계와,
    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 이중 레이저 가공 장치를 이용하여 레이저 미세 홈 가공을 실시하는 제 3 단계 및
    최종 다듬질 호닝 가공을 실시하는 제 4 단계를 포함하는 호닝 가공 방법.
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