JPH06170563A - Working method using pulse laser light - Google Patents
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、パルスレーザ光を用い
た加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method using pulsed laser light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パルスレーザ光をＦＲＰ (Fiber Reinfo
rced Plastics,繊維強化プラスチック) 等の複合材料
（被加工材料）に照射して切断、穴空け、表面処理等の
加工が行われている。2. Description of the Related Art A pulsed laser beam is generated by FRP (Fiber Reinfo).
Composite materials such as rced plastics (fiber reinforced plastics) and other materials (workpieces) are irradiated and subjected to processing such as cutting, drilling and surface treatment.
【０００３】図５はパルスレーザ光を用いた従来の加工
方法の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional processing method using pulsed laser light.
【０００４】同図に示すように、パルスレーザ光源１か
ら出射したパルスレーザ光５を反射ミラー２で被加工材
料３側へ反射した後集光レンズ４で集光し、得られたビ
ームスポット５ａを被加工材料３に照射するとともに、
レーザスポット５ａまたは被加工材料３を連続移動させ
て加工するようになっている。As shown in the figure, the pulsed laser light 5 emitted from the pulsed laser light source 1 is reflected by the reflection mirror 2 toward the material 3 to be processed and then condensed by the condenser lens 4 to obtain a beam spot 5a. While irradiating the workpiece 3 with
The laser spot 5a or the material 3 to be processed is continuously moved for processing.
【０００５】図６はレーザスポットを被加工材料の表面
に沿って連続移動させた場合の加工のようすを示す図で
ある。従来のレーザ光を用いた加工方法は、レーザ光を
一箇所に照射し貫通させながら加工を行っている。しか
し、これでは光路上での分解生成物（粉体，気体等）に
よる散乱、吸収で照射エネルギーが減衰してしまうこ
と、照射面が高温となり、表面で反射、拡散が生じて照
射エネルギーが照射面深部へ有効に浸透しない。パルス
レーザを用いて厚手の材料を加工すると、被加工材料の
除去量（パルス当たりの除去深さ）は、パルス数が多く
なるにつれて小さくなる傾向がみられる。FIG. 6 is a view showing a processing state when a laser spot is continuously moved along the surface of a material to be processed. In the conventional processing method using laser light, processing is performed while irradiating laser light at one location and penetrating it. However, in this case, the irradiation energy is attenuated due to scattering and absorption of decomposition products (powder, gas, etc.) on the optical path, and the irradiation surface becomes hot, causing reflection and diffusion on the surface to cause irradiation energy irradiation. Does not effectively penetrate deep into the surface. When a thick material is processed using a pulse laser, the removal amount (removal depth per pulse) of the material to be processed tends to decrease as the number of pulses increases.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、図７はパルス
レーザ光を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネ
ルギー密度と、パルスレーザ光の照射により形成される
穴の深さ（除去深さ）との関係を示す図であり、横軸が
エネルギー密度、縦軸が除去深さをそれぞれ示す。FIG. 7 shows the energy density of the laser light when the material to be processed is irradiated with the pulsed laser light and the depth of the hole (removal depth) formed by the irradiation of the pulsed laser light. Is a graph showing the relationship between the energy density and the horizontal axis, and the horizontal axis represents the energy density and the vertical axis represents the removal depth.
【０００７】同図に示すようにパルスレーザ光のエネル
ギー密度がしきい値以下の場合には除去深さはほとんど
０に等しいが、エネルギー密度がしきい値を超えると、
照射された部分が所定の深さだけ鋭角的に除去され（ア
ブレーション現象）、エネルギー密度が大きくなるにつ
れて除去深さも増加する。As shown in the figure, when the energy density of the pulsed laser light is below the threshold value, the removal depth is almost equal to 0, but when the energy density exceeds the threshold value,
The irradiated portion is sharply removed by a predetermined depth (ablation phenomenon), and the removal depth increases as the energy density increases.
【０００８】ところが、エネルギー密度が最適値以上に
なってもほとんど除去深さは変化せず飽和してしまう。However, even if the energy density exceeds the optimum value, the removal depth is almost unchanged and saturated.
【０００９】また、図８は集光されたパルスレーザ光の
照射面と被加工材料の加工形状との関係を示す図であ
る。同図において被加工材料の加工面の位置は集光レン
ズで集光されたパルスレーザ光５を横切る直線で示され
ており、そのときの加工形状は各直線の右側に示されて
いる。FIG. 8 is a view showing the relationship between the irradiation surface of the focused pulsed laser light and the processed shape of the material to be processed. In the figure, the position of the processed surface of the material to be processed is shown by a straight line that crosses the pulse laser beam 5 condensed by the condenser lens, and the processed shape at that time is shown on the right side of each straight line.
【００１０】被加工材料３の表面に集光レンズ４の焦点
が合っておらず、エネルギー密度がしきい値以下のとき
はほとんど被加工材料３は加工されず表面が平坦となっ
ているが（ａ，ｅ）、被加工面が焦点に接近すると被加
工材料３に照射されるパルスレーザ光のエネルギー密度
が大きくなり、このエネルギー密度がしきい値を超える
とアブレーション現象で加工面が鋭角的に除去される
（ｂ，ｄ）。被加工面が有効焦点距離ＥＦ内にあると
き、エネルギー密度は最適値となって被加工面の除去深
さが最大となる（ｃ）。尚、有効焦点距離ＥＦは、除去
深さが最大となる最適なエネルギー密度を保持できるよ
うな集光レンズから加工面までの距離とする。When the condenser lens 4 is not focused on the surface of the material 3 to be processed and the energy density is less than the threshold value, the material 3 is hardly processed and the surface is flat ( a, e), when the surface to be processed approaches the focal point, the energy density of the pulsed laser light with which the material 3 to be processed is irradiated increases, and when this energy density exceeds the threshold value, the ablation phenomenon causes the surface to be processed to become sharp. Removed (b, d). When the surface to be processed is within the effective focal length EF, the energy density becomes an optimum value and the removal depth of the surface to be processed becomes maximum (c). The effective focal length EF is the distance from the condensing lens to the processed surface that can maintain the optimum energy density that maximizes the removal depth.
【００１１】図６に戻って従来の加工方法においてはパ
ルスレーザビーム５が照射される加工面の大部分にレー
ザスポット５ａが重複して照射されているため、パルス
レーザのエネルギーが有効に使われていないことがわか
る。また、従来の加工方法ではレーザスポット５ａまた
は被加工材料３を単に連続移動させているため、加工動
作毎に集光レンズ４と被加工面との間の距離が広がって
もそのままパルスレーザビーム５が照射され、被加工面
上のエネルギー密度が低下した状態で加工が行われてい
た。Returning to FIG. 6, in the conventional processing method, since the laser spot 5a is overlapped and irradiated on most of the processed surface on which the pulse laser beam 5 is irradiated, the energy of the pulse laser is effectively used. You can see that not. Further, in the conventional processing method, since the laser spot 5a or the material 3 to be processed is simply continuously moved, even if the distance between the condensing lens 4 and the surface to be processed is widened for each processing operation, the pulse laser beam 5 remains unchanged. Was irradiated, and the processing was performed in a state where the energy density on the surface to be processed was lowered.
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、パルスレーザ光のエネルギーを有効に利用すること
ができるパルスレーザ光を用いた加工方法を提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a processing method using pulsed laser light which can effectively utilize the energy of the pulsed laser light.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、パルスレーザ光を集光レンズ系で集光し、
得られたビームスポットを被加工材料上に照射させるこ
とにより加工する加工方法において、前記パルスレーザ
光が１パルス分照射される毎に実質的に隣接するように
前記レーザビーム又は前記被加工材料を間欠移動させる
ものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention collects pulsed laser light with a condenser lens system,
In a processing method of processing by irradiating the obtained beam spot on a material to be processed, the laser beam or the material to be processed is made to substantially adjoin each time the pulsed laser light is irradiated for one pulse. It is to move intermittently.
【００１４】[0014]
【作用】上記構成によれば、パルスレーザ光が１パルス
分照射されると、集光レンズ系で集光され、被加工材料
上に１パルス分のビームスポットが得られる。このビー
ムスポットを、パルスレーザ光が１パルス分照射される
毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で得られる１パ
ルス当たりの最大除去深さを持つ連通した溝が形成でき
るように、略ビームスポットおよび又は被加工材料を移
動させると、被加工材料上に１パルス当たりの最大除去
深さを持つ連通した溝が形成できることになり、ビーム
スポットの無駄な重複がなくなり、パルスレーザ光のエ
ネルギーが有効に利用される。また、ビームスポットを
無駄に重複させないので、その分だけ短時間で被加工材
料を加工することができる。According to the above construction, when the pulsed laser light is irradiated for one pulse, it is condensed by the condensing lens system and a beam spot for one pulse is obtained on the material to be processed. This beam spot is formed so as to form a continuous groove having a predetermined removal amount per pulsed pulsed laser beam, that is, a maximum removal depth per pulse obtained at a given energy density. Alternatively, when the material to be processed is moved, a continuous groove having the maximum removal depth per pulse can be formed on the material to be processed, the beam spots are not redundantly overlapped, and the energy of the pulse laser beam is effectively increased. Used. Moreover, since the beam spots are not redundantly overlapped, the material to be processed can be processed in a correspondingly short time.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００１６】図２は本発明のパルスレーザ光を用いた加
工方法の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a processing method using pulsed laser light according to the present invention.
【００１７】同図において、１０はパルスレーザ光（例
えばエキシマレーザ光）１１を出射するパルスレーザ光
源であり、パルスレーザ光１１の繰り返し数は例えば〜
１ｋＨｚとなっている。パルスレーザ光源１０の出射光
軸上には、パルスレーザ光１１を被加工材料１２側へ反
射する反射ミラー１３が配置されている。In the figure, reference numeral 10 is a pulse laser light source for emitting a pulse laser light (eg, excimer laser light) 11, and the number of repetitions of the pulse laser light 11 is, for example,
It is 1 kHz. On the emission optical axis of the pulse laser light source 10, a reflection mirror 13 that reflects the pulse laser light 11 toward the material 12 to be processed is arranged.
【００１８】この反射ミラー１３の出射側光軸上には、
反射されたパルスレーザ光１１を集光する集光レンズ系
１４がＺ軸ステージ１５の移動台１５ａに取り付けられ
ている。Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａは、図示しな
いパルスモータの作動により光軸に沿って上下に移動す
るようになっている。On the emission side optical axis of the reflection mirror 13,
A condenser lens system 14 for condensing the reflected pulsed laser light 11 is attached to a moving table 15 a of a Z-axis stage 15. The moving table 15a of the Z-axis stage 15 is adapted to move up and down along the optical axis by the operation of a pulse motor (not shown).
【００１９】集光レンズ系１４の出射側には、ＸＹステ
ージ１６が配置されており、ＸＹステージ１６の移動台
１６ａ上には被加工材料として例えば板状のＦＲＰ１２
が載置されている。ＸＹステージ１６の移動台１６ａも
図示しないパルスモータの駆動により、光軸に対して直
交する方向に移動するようになっている。ＸＹステージ
１６の移動台１６ａは、パルスレーザ光源１０の駆動パ
ルス（図示せず）に同期して任意の距離ずつＸ軸方向ま
たはＹ軸方向に移動できるようになっている。An XY stage 16 is arranged on the exit side of the condenser lens system 14, and a plate-shaped FRP 12 as a material to be processed is placed on a moving base 16a of the XY stage 16.
Is placed. The moving table 16a of the XY stage 16 is also moved in a direction orthogonal to the optical axis by driving a pulse motor (not shown). The moving table 16a of the XY stage 16 can move in the X-axis direction or the Y-axis direction by an arbitrary distance in synchronization with a drive pulse (not shown) of the pulse laser light source 10.
【００２０】集光レンズ系１４とＦＲＰ１２の表面との
間の距離Ｌは、Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａの移動
により、集光レンズ系１４から出射したパルスレーザビ
ーム１１ａがＦＲＰ１２の表面で焦点を結ぶと共に、所
定の距離ずつ移動できるようになっている。すなわち、
ＦＲＰ１２の表面にビームスポット１１ｂの焦点を合わ
せて所望箇所を加工した後、その加工面に再度ビームス
ポット１１ｂの焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深
さ方向に加工していくようになっている。The distance L between the condenser lens system 14 and the surface of the FRP 12 is such that the pulsed laser beam 11a emitted from the condenser lens system 14 is focused on the surface of the FRP 12 by the movement of the moving table 15a of the Z-axis stage 15. It is possible to move each of them by a predetermined distance while connecting them. That is,
After the beam spot 11b is focused on the surface of the FRP 12 to process a desired portion, the beam spot 11b is focused again on the processed surface, and the FRP 12 is sequentially processed in the depth direction.
【００２１】次に実施例の作用を述べる。Next, the operation of the embodiment will be described.
【００２２】図１は図２に示した加工方法における切断
動作を説明するための説明図である。FIG. 1 is an explanatory view for explaining the cutting operation in the processing method shown in FIG.
【００２３】図１及び図２において、パルスレーザ光源
１０からパルスレーザ光１１が出射すると、このパルス
レーザ光１１は反射ミラー１３で反射されて集光レンズ
系１４に入射する。集光レンズ系１４の集光レンズ１４
ａで集光されたパルスレーザビーム１１ａはビームスポ
ット１１ｂとしてＦＲＰ１２の加工面を照射する。アブ
レーション現象によりＦＲＰ１２の表面の一部が鋭角的
に除去され、断面が矩形状の穴１２ａが形成される（図
１（ａ））。In FIGS. 1 and 2, when the pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10, the pulsed laser light 11 is reflected by the reflection mirror 13 and enters the condenser lens system 14. Focusing lens 14 of focusing lens system 14
The pulsed laser beam 11a collected by a irradiates the processed surface of the FRP 12 as a beam spot 11b. A part of the surface of the FRP 12 is sharply removed by the ablation phenomenon, and a hole 12a having a rectangular cross section is formed (FIG. 1A).
【００２４】ＦＲＰ１２上に矩形状の穴１２ａが形成さ
れると、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光
１１が出射する前に、ＸＹステージ１６のパルスモータ
が作動して移動台１６ａが、ビームスポットの径ｄ分だ
け矢印Ｐ1 方向に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だ
け移動する（図１（ｂ））。When the rectangular hole 12a is formed on the FRP 12, the pulse motor of the XY stage 16 is actuated and the movable table 16a moves the beam before the pulse laser light source 10 emits the next pulse laser light 11. The spot diameter d is moved in the direction of the arrow P 1 and the FRP 12 is also moved in the same direction by the same distance (FIG. 1B).
【００２５】ＦＲＰ１２が移動した後、パルスレーザ光
源１０から２回目のパルスレーザ光１１が出射すると、
ビームスポット１１ｂが穴１２ａに略隣接して照射さ
れ、１回目のビームスポット１１ｂにより形成された穴
１２ａに連通した穴１２ｂが形成される（図１
（ｃ））。After the FRP 12 has moved, when the second pulse laser light 11 is emitted from the pulse laser light source 10,
The beam spot 11b is irradiated substantially adjacent to the hole 12a, and a hole 12b communicating with the hole 12a formed by the first beam spot 11b is formed (FIG. 1).
(C)).
【００２６】ＦＲＰ１２上に矩形状の穴１２ｂが形成さ
れると、パルスレーザ光源１０から３回目のパルスレー
ザ光１１が出射する前に、ＸＹステージ１６の移動台１
６ａは、ビームスポット１１ｂの径ｄだけ矢印Ｐ2 方向
に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だけ移動する。以
下同様の動作が繰り返されるとＦＲＰ１２表面が深さｈ
分除去される。When the rectangular hole 12b is formed on the FRP 12, the movable base 1 of the XY stage 16 is provided before the third pulse laser light 11 is emitted from the pulse laser light source 10.
6a moves in the direction of arrow P 2 by the diameter d of the beam spot 11b, and the FRP 12 also moves in the same direction by the same distance. If the same operation is repeated thereafter, the surface of the FRP 12 will reach the depth h.
Minutes are removed.
【００２７】ＦＲＰ１２表面が深さｈ分除去されると、
パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１１が出
射される前に、Ｚ軸ステージ１５のパルスモータが作動
して、移動台１５ａがＰ3 方向に穴の深さに等しい距離
ｈだけ上昇する（図１（ｄ））。When the surface of the FRP 12 is removed by the depth h,
Before the next pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10, the pulse motor of the Z-axis stage 15 is activated to move the movable table 15a in the P 3 direction by a distance h equal to the depth of the hole ( FIG. 1 (d)).
【００２８】移動台１５ａが上昇した後、パルスレーザ
光源１０から次のパルスレーザ光１１が出射されると、
新たな加工面にビームスポット１１ｂが照射されて矩形
状の穴１２ｃが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ4 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｅ））。When the next pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10 after the movable table 15a is raised,
The beam spot 11b is irradiated on the new processed surface to form the rectangular hole 12c. Before the next pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10, the moving base 16a of the XY stage 16 moves by the distance d in the direction of arrow P 4 (FIG. 1 (e)).
【００２９】ＸＹステージ１６の移動台１６ａが移動し
た後、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１
１が出射されると、新たな加工面に、穴１２ｃに略隣接
してビームスポット１１ｂが照射され、穴１２ｃに連通
した穴１２ｄが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ5 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｆ））。After the moving table 16a of the XY stage 16 moves, the next pulse laser light 1 is emitted from the pulse laser light source 10.
When 1 is emitted, a new processed surface is irradiated with the beam spot 11b substantially adjacent to the hole 12c, and a hole 12d communicating with the hole 12c is formed. Before the next pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10, the moving base 16a of the XY stage 16 moves in the direction of arrow P 5 by the distance d (FIG. 1 (f)).
【００３０】以下同様の動作が繰り返されてＦＲＰ１２
が深さｈずつ除去することにより最終的にはＦＲＰ１２
が切断される。The same operation is repeated thereafter, and the FRP 12
To remove FRP12
Is disconnected.
【００３１】以上において、本実施例ではパルスレーザ
光が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット径分
だけ被加工材料を移動させるので、パルスレーザ光のエ
ネルギーを有効に利用して被加工材料を加工することが
できる。In the above, in the present embodiment, the material to be processed is moved by about the beam spot diameter every time the pulsed laser light is irradiated for one pulse. Therefore, the energy of the pulsed laser light is effectively utilized to perform the processing. The material can be processed.
【００３２】尚、本実施例ではＦＲＰを切断する場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｘ
Ｙステージの移動台をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動さ
せてＦＲＰの各層を所望の形状に除去すると共に、Ｚ軸
ステージの移動台を所望の距離移動させることで穴空け
や表面処理等の加工を行うことができる。In the present embodiment, the case where the FRP is cut has been described, but the present invention is not limited to this.
By moving the Y stage moving table in the X-axis direction or the Y-axis direction to remove each layer of FRP into a desired shape, and by moving the Z-axis stage moving table a desired distance, it is possible to perform drilling and surface treatment. Processing can be performed.
【００３３】図３は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.
【００３４】図１に示した実施例との相違点は、被加工
材料を固定しておき、ビームスポットを被加工材料の面
に沿って移動させると共に、Ｚ軸方向に移動させる点で
ある。The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the material to be processed is fixed and the beam spot is moved along the surface of the material to be processed and in the Z-axis direction.
【００３５】図３において、加工方法はパルスレーザ光
源１０の出射光軸上に光ファイバ２０の入射端を配置
し、この光ファイバ２０の出射端を集光レンズ系２１に
接続し、集光レンズ系２１をＸＹステージ２２に設ける
と共に、ＸＹステージ２２をＺ軸ステージ２３に設け、
集光レンズ系２１からのビームスポット１１ｂがＦＲＰ
１２の加工面を照射するようになっている。In FIG. 3, the processing method is such that the incident end of the optical fiber 20 is arranged on the emission optical axis of the pulse laser light source 10, and the emission end of this optical fiber 20 is connected to the condenser lens system 21. The system 21 is provided on the XY stage 22, and the XY stage 22 is provided on the Z-axis stage 23.
The beam spot 11b from the condenser lens system 21 is the FRP
The 12 processed surfaces are irradiated.
【００３６】パルスレーザ光源１０からパルスレーザ光
１１が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット１
１ｂの径分だけビームスポット１１ｂがＸ軸方向または
Ｙ軸方向に移動すると共に、ＦＲＰ１２が深さｈ分だけ
除去されると、その加工面に再度ビームスポット１１ｂ
の焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工
していくようになっている。Each time one pulse of the pulsed laser light 11 is emitted from the pulsed laser light source 10, the beam spot 1
When the beam spot 11b moves in the X-axis direction or the Y-axis direction by the diameter of 1b and the FRP 12 is removed by the depth h, the beam spot 11b is again formed on the processed surface.
The FRP 12 is sequentially focused and processed in the depth direction of the FRP 12.
【００３７】図４は本発明の他の実施例の概略図であ
る。FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the present invention.
【００３８】図１に示した実施例との相違点は、集光レ
ンズ系からのパルスレーザ光を反射して被加工材料に照
射する反射ミラーを回動させる点である。The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the reflection mirror for reflecting the pulsed laser light from the condenser lens system and irradiating it to the material to be processed is rotated.
【００３９】図４において、パルスレーザ光源１０から
出射したパルスレーザ光１１を集光レンズ系１４で集光
し、反射ミラー１３でＦＲＰ１２に反射させると共に、
得られたビームスポットが、パルスレーザ光が１パルス
分照射される毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で
得られる１パルス当たりの最大除去深さを持つ連通した
溝が形成できるように、略ビームスポットが移動するよ
うに反射ミラーを回動させるようになっている。尚、前
述と同様にＦＲＰ１２が深さｈ分だけ除去されると、Ｆ
ＲＰを載置するＺ軸ステージ（図示せず）の移動台が移
動してその加工面に再度ビームスポットの焦点合わせが
行われ、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工していくよう
になっている。反射ミラー１３には例えば図示しないガ
ルバノミラーが用いられており、電気的に反射ミラー１
３を回動させてパルスレーザ光を走査するようになって
いる。In FIG. 4, the pulsed laser light 11 emitted from the pulsed laser light source 10 is condensed by the condenser lens system 14 and reflected by the reflection mirror 13 to the FRP 12, and
The obtained beam spot is a substantially beam so that a continuous groove having a predetermined removal amount per pulse of the pulsed laser light, that is, a maximum removal depth per pulse obtained at a given energy density can be formed. The reflecting mirror is rotated so that the spot moves. As described above, if the FRP 12 is removed by the depth h, F
The moving base of the Z-axis stage (not shown) on which the RP is placed moves to refocus the beam spot on the processing surface, and the processing is performed sequentially in the depth direction of the FRP 12. . As the reflection mirror 13, for example, a galvano mirror (not shown) is used, and the reflection mirror 1 is electrically connected.
3 is rotated to scan the pulsed laser light.
【００４０】尚、図では反射ミラー１３は１枚しか示さ
れていないが、２枚用いてそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向
にビームスポットを移動させるように構成してもよい。Although only one reflection mirror 13 is shown in the drawing, two reflection mirrors 13 may be used to move the beam spots in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
【００４１】尚、本実施例ではパルスレーザ光としてエ
キシマレーザ光を用いたが、これに限定されるものでは
なく、加工用のパルスレーザであれば、ＣＯ2 ガスレー
ザ光やＹＡＧレーザ光等を用いてもよい。また、被加工
材料としてＦＲＰを用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、セラミックや金属等広範囲な材料の加
工にも適用できる。In this embodiment, excimer laser light was used as the pulsed laser light, but the invention is not limited to this, and CO 2 gas laser light, YAG laser light, or the like may be used as long as it is a processing pulsed laser. May be. Further, although FRP is used as the material to be processed in the above description, the material is not limited to this and can be applied to a wide range of materials such as ceramics and metals.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
【００４３】(1) パルスレーザ光のエネルギーを効率よ
く利用することができる。(1) The energy of pulsed laser light can be used efficiently.
【００４４】(2) セラミックや複合材料を高速かつ高精
度で加工することができる。(2) Ceramics and composite materials can be processed at high speed and with high precision.
【図１】本発明の加工方法における切断動作を説明する
ための説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a cutting operation in a processing method of the present invention.
【図２】本発明のパルスレーザ光を用いた加工方法の概
念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a processing method using pulsed laser light according to the present invention.
【図３】本発明の他の実施例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the present invention.
【図５】パルスレーザ光を用いた従来の加工方法の概略
図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional processing method using pulsed laser light.
【図６】図５に示した加工方法におけるレーザスポット
を被加工材料の表面に沿って移動させた場合の加工のよ
うすを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a processing state when a laser spot in the processing method shown in FIG. 5 is moved along a surface of a material to be processed.
【図７】図５に示した加工方法におけるパルスレーザ光
を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネルギー密
度と、パルスレーザ光の照射により形成される穴の深さ
（除去深さ）との関係を示す図である。FIG. 7 shows the energy density of laser light when the material to be processed is irradiated with the pulsed laser light in the processing method shown in FIG. 5, and the depth (removal depth) of holes formed by the irradiation of the pulsed laser light. It is a figure which shows the relationship of.
【図８】図５に示した加工方法における集光されたパル
スレーザ光の照射面と被加工材料の加工形状との関係を
示す図である。8 is a diagram showing the relationship between the irradiation surface of the focused pulsed laser light and the processing shape of the material to be processed in the processing method shown in FIG.
１１ａ パルスレーザ光 １１ｂ ビームスポット １２ ＦＲＰ（被加工材料） １２ａ〜１２ｄ 穴 １４ａ 集光レンズ 11a Pulsed laser light 11b Beam spot 12 FRP (material to be processed) 12a to 12d Hole 14a Condenser lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 滋 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Yamaguchi No. 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Ishi Kawashima Harima Heavy Industries Ltd. Technical Research Institute
Claims (3)
し、得られたビームスポットを被加工材料上に照射させ
ることにより加工する加工方法において、前記パルスレ
ーザ光が１パルス分照射される毎に実質的に隣接するよ
うに前記レーザビーム又は前記被加工材料を間欠移動さ
せることを特徴とするパルスレーザ光を用いた加工方
法。1. In a processing method in which pulse laser light is condensed by a condenser lens system and the obtained beam spot is irradiated on a material to be processed, the pulse laser light is irradiated for one pulse. A processing method using pulsed laser light, characterized in that the laser beam or the material to be processed is intermittently moved so as to be substantially adjacent to each other.
を移動させることを特徴とする請求項１に記載のパルス
レーザ光を用いた加工方法。2. The processing method using pulsed laser light according to claim 1, wherein both the beam spot and the material to be processed are moved.
の焦点を合わせて所望箇所を加工した後、その加工面に
再度ビームスポットの焦点合わせを行い、順次加工材料
の深さ方向に加工していくことを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載のパルスレーザ光を用いた加工方法。3. A beam spot is focused on the surface of the material to be processed to machine a desired portion, and then the beam spot is refocused on the machined surface to sequentially machine in the depth direction of the material to be machined. The processing method using the pulsed laser light according to claim 1 or 2, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326764A JPH06170563A (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Working method using pulse laser light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326764A JPH06170563A (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Working method using pulse laser light |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170563A true JPH06170563A (en) | 1994-06-21 |
Family
ID=18191434
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326764A Pending JPH06170563A (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Working method using pulse laser light |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06170563A (en) |
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