JPH021621B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH021621B2 JPH021621B2 JP59244292A JP24429284A JPH021621B2 JP H021621 B2 JPH021621 B2 JP H021621B2 JP 59244292 A JP59244292 A JP 59244292A JP 24429284 A JP24429284 A JP 24429284A JP H021621 B2 JPH021621 B2 JP H021621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- jet
- nozzle
- fluid
- laser
- machining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
-
- 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
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Forests & Forestry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は流体ジエツトにより穴明、切断、輪郭
カツト等の加工をする装置の改良に係る。
カツト等の加工をする装置の改良に係る。
ジエツト加工は、例えば媒体に水を使用したと
き、被加工体表面に速度Ｖの水粒が衝突して比例
した圧力Ｐを生じ、この圧力が被加工体に作用し
て加工が行なわれるが、水流の運動エネルギを利
用するだけでは限界があり、加工速度を上げるこ
とはできなかつた。
き、被加工体表面に速度Ｖの水粒が衝突して比例
した圧力Ｐを生じ、この圧力が被加工体に作用し
て加工が行なわれるが、水流の運動エネルギを利
用するだけでは限界があり、加工速度を上げるこ
とはできなかつた。
本発明は加工速度を高めるために発明されたも
ので、レーザビームの照射装置を設け、レーザビ
ームをノズルから噴出するジエツト流に沿つて照
射するようにし、且つ前記レーザービームを集束
するレンズを液体ジエツトノズル内の流通する流
体に接触させて設けたことを特徴とする。
ので、レーザビームの照射装置を設け、レーザビ
ームをノズルから噴出するジエツト流に沿つて照
射するようにし、且つ前記レーザービームを集束
するレンズを液体ジエツトノズル内の流通する流
体に接触させて設けたことを特徴とする。
以下図面の一実施例により本発明を説明する。
１はジエツトノズルで、先端が狭窄して線状に
ジエツト噴射２する。３はレーザ発振器で、反射
鏡４及びレンズ５を通してレーザビーム６を流体
ジエツト２の中心に照射する。レンズ５は図のよ
うに流体ジエツトノズル１内の流通流体に接触し
て設けられる。７は被加工体で、Ｘ−Ｙ駆動テー
ブル８上のタンク９内に固定して設けられ、Ｘ軸
モータ１０及びＹ軸モータ１１によつて所要加工
形状の送りが与えられる。１２が形状送り信号を
供給するNC制御装置、１３はジエツト流体の、
例えば水を加圧供給する高圧ポンプ、１４が水貯
蔵タンク、１５は必要に応じて設けられる加工部
分に砥粒を供給するノズルである。
ジエツト噴射２する。３はレーザ発振器で、反射
鏡４及びレンズ５を通してレーザビーム６を流体
ジエツト２の中心に照射する。レンズ５は図のよ
うに流体ジエツトノズル１内の流通流体に接触し
て設けられる。７は被加工体で、Ｘ−Ｙ駆動テー
ブル８上のタンク９内に固定して設けられ、Ｘ軸
モータ１０及びＹ軸モータ１１によつて所要加工
形状の送りが与えられる。１２が形状送り信号を
供給するNC制御装置、１３はジエツト流体の、
例えば水を加圧供給する高圧ポンプ、１４が水貯
蔵タンク、１５は必要に応じて設けられる加工部
分に砥粒を供給するノズルである。
ジエツト流により切断、輪郭カツト等の加工し
ようとする加工形状は予めプログラムしておき、
NC制御装置１２から駆動モータ１０，１１に信
号を加えて所要の加工形状送りをし被加工体７を
ノズル１との間に相対移動させながら加工する。
勿論相対移動はノズル１に駆動装置を設けて移動
させてもよい。ノズル１と被加工体７との対向間
隙の制御はノズル１にＺ軸送りを与えて調整制御
を行なう。加工は移動対向する被加工体７の加工
部分にノズル１から約50Kg／cm2程度以上の超高圧
で噴射するジエツトを衝突させ、衝突時の圧力に
よる剥離作用等を動かせて加工するが、これと同
時にレーザ６を照射する。
ようとする加工形状は予めプログラムしておき、
NC制御装置１２から駆動モータ１０，１１に信
号を加えて所要の加工形状送りをし被加工体７を
ノズル１との間に相対移動させながら加工する。
勿論相対移動はノズル１に駆動装置を設けて移動
させてもよい。ノズル１と被加工体７との対向間
隙の制御はノズル１にＺ軸送りを与えて調整制御
を行なう。加工は移動対向する被加工体７の加工
部分にノズル１から約50Kg／cm2程度以上の超高圧
で噴射するジエツトを衝突させ、衝突時の圧力に
よる剥離作用等を動かせて加工するが、これと同
時にレーザ６を照射する。
レーザ発振器３には、CO2レーザ（波長10μ）、
YAGレーザ（波長1.06n〜532n〜355n〜266n）
Arレーザ、エキシマレーザ（波長337.1n〜
800n）、その他が用いられ、加工目的、加工条
件、ジエツト流体等により波長を選択して利用す
る。反射鏡４によつてノズル１に平行させ、レン
ズ５で集束し、その集束ビーム６をノズルの中
心、又は周縁に合わせ、ジエツト流２の中心軸に
一致させ、又はジエツト流束の周縁に合わせて照
射する。ジエツト流体に透明な水を用いることに
よつてレーザビーム６は妨害損失することなく加
工部に達し熱エネルギの加工作用を働かせる。
又、このレーザ照射によつて被加工体加工部が常
に活性化し、水ジエツトとの共働により浸蝕作用
が働き、強いキヤビテーシヨン作用、剥離作用が
働き、これらの相互効果により加工性が高まり加
工速度が向上する。
YAGレーザ（波長1.06n〜532n〜355n〜266n）
Arレーザ、エキシマレーザ（波長337.1n〜
800n）、その他が用いられ、加工目的、加工条
件、ジエツト流体等により波長を選択して利用す
る。反射鏡４によつてノズル１に平行させ、レン
ズ５で集束し、その集束ビーム６をノズルの中
心、又は周縁に合わせ、ジエツト流２の中心軸に
一致させ、又はジエツト流束の周縁に合わせて照
射する。ジエツト流体に透明な水を用いることに
よつてレーザビーム６は妨害損失することなく加
工部に達し熱エネルギの加工作用を働かせる。
又、このレーザ照射によつて被加工体加工部が常
に活性化し、水ジエツトとの共働により浸蝕作用
が働き、強いキヤビテーシヨン作用、剥離作用が
働き、これらの相互効果により加工性が高まり加
工速度が向上する。
実験によれば、0.1mmφのノズルから4000atm
の水ジエツトでAl2O3板を切断加工するとき、
15pulse／secでCO2レーザを平均出力50Wで加え
たとき、切断加工速度が約15mm／minで加工でき
た。これはレーザ照射を中止したとき約５mm／
minであつたのに比較して３倍の高速加工が得ら
れた。又レーザービームの集束レンズ５は表面が
ポンプ１３から供給される水ジエツトによつて常
に洗浄されるので、加工中レーザの損失がなく安
定した照射、加工効果が得られた。
の水ジエツトでAl2O3板を切断加工するとき、
15pulse／secでCO2レーザを平均出力50Wで加え
たとき、切断加工速度が約15mm／minで加工でき
た。これはレーザ照射を中止したとき約５mm／
minであつたのに比較して３倍の高速加工が得ら
れた。又レーザービームの集束レンズ５は表面が
ポンプ１３から供給される水ジエツトによつて常
に洗浄されるので、加工中レーザの損失がなく安
定した照射、加工効果が得られた。
尚、加工により深い孔加工するためには加工進
行に応じてノズル間隔を追従制御し、常にジエツ
ト流の最大エネルギを、又、レーザビームの焦点
を被加工体７の加工部分に衝撃するよう制御する
ことによつて最高効率をもつて加工することがで
き、形状カツトを行なうためにはNC制御装置１
２によつてＸ軸及びＹ軸モータ１０，１１を駆動
し被加工体７に定速移動を与えながら加工すれば
集束されたジエツト流の溝幅をもつて所要形状の
輪郭カツトができ、形状加工中コーナ等で送り速
度を変えたとき、又は定速移動のとき、レーザ３
の発振を制御した出力制御する等して高精度加工
することができる。
行に応じてノズル間隔を追従制御し、常にジエツ
ト流の最大エネルギを、又、レーザビームの焦点
を被加工体７の加工部分に衝撃するよう制御する
ことによつて最高効率をもつて加工することがで
き、形状カツトを行なうためにはNC制御装置１
２によつてＸ軸及びＹ軸モータ１０，１１を駆動
し被加工体７に定速移動を与えながら加工すれば
集束されたジエツト流の溝幅をもつて所要形状の
輪郭カツトができ、形状加工中コーナ等で送り速
度を変えたとき、又は定速移動のとき、レーザ３
の発振を制御した出力制御する等して高精度加工
することができる。
実施例に於て、被加工体７に送りを与えたが、
ノズル１にＸ軸、Ｙ軸の駆動モータを設け、NC
制御、倣制御の加工送りを与えることができる。
又、ノズル１に対向方向に傾斜させる送りを与え
てテーパカツトを行なうこともできる。
ノズル１にＸ軸、Ｙ軸の駆動モータを設け、NC
制御、倣制御の加工送りを与えることができる。
又、ノズル１に対向方向に傾斜させる送りを与え
てテーパカツトを行なうこともできる。
ジエツト流体には水以外に、水を主体として、
これに表面活性剤、還元剤、電解質、その他を混
合した液、粉末微粒子を混合した液、或いは空
気、各種ガス、蒸気等も用いることができる。
これに表面活性剤、還元剤、電解質、その他を混
合した液、粉末微粒子を混合した液、或いは空
気、各種ガス、蒸気等も用いることができる。
以上のように本発明は、流体ジエツトにレーザ
ビームを重畳するようにしたので、両エネルギの
相互作用によつて加工速度を著しく高めることが
でき、加工性能を向上し高能率のジエツト加工を
行なうことができる。しかも前記レーザービーム
を集束するレンズを流体ジエツトノズル内の流通
する流体に接触させて設け、レンズ表面が流通す
る流体によつて常に洗浄されるようにしたので、
レーザの損失がなく安定したエネルギ照射と加工
効果が得られる。これによりセラミツクス、プラ
スチツク、金属、半導体、その他複合材等の加工
に効果が大きい。
ビームを重畳するようにしたので、両エネルギの
相互作用によつて加工速度を著しく高めることが
でき、加工性能を向上し高能率のジエツト加工を
行なうことができる。しかも前記レーザービーム
を集束するレンズを流体ジエツトノズル内の流通
する流体に接触させて設け、レンズ表面が流通す
る流体によつて常に洗浄されるようにしたので、
レーザの損失がなく安定したエネルギ照射と加工
効果が得られる。これによりセラミツクス、プラ
スチツク、金属、半導体、その他複合材等の加工
に効果が大きい。
図面は本発明の一実施例装置の構成図である。
１……ノズル、２……流体ジエツト、３……レ
ーザ発振器、４……反射鏡、５……レンズ、６…
…レーザビーム、７……被加工体、１０，１１…
…Ｘ軸、Ｙ軸モータ、１２……NC制御装置、１
３……流体ポンプ、１５……砥粒ノズル。
ーザ発振器、４……反射鏡、５……レンズ、６…
…レーザビーム、７……被加工体、１０，１１…
…Ｘ軸、Ｙ軸モータ、１２……NC制御装置、１
３……流体ポンプ、１５……砥粒ノズル。
Claims (1)
- １ 液体ジエツトノズルから噴出するジエツト流
に沿つてレーザービームを照射する装置を設けた
流体ジエツト加工装置に於て、前記流体ジエツト
ノズル内の流通する流体に接触させて前記レーザ
ービームの集束レンズを設けたことを特徴とする
流体ジエツト加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244292A JPS61121837A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 流体ジエツト加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244292A JPS61121837A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 流体ジエツト加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121837A JPS61121837A (ja) | 1986-06-09 |
| JPH021621B2 true JPH021621B2 (ja) | 1990-01-12 |
Family
ID=17116569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244292A Granted JPS61121837A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 流体ジエツト加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121837A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163875B2 (en) * | 2000-04-04 | 2007-01-16 | Synova S.A. | Method of cutting an object and of further processing the cut material, and carrier for holding the object and the cut material |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166391A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Inoue Japax Res Inc | レ−ザ加工装置 |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59244292A patent/JPS61121837A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61121837A (ja) | 1986-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |