JPH0441090A - レーザ穴あけ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はレーザ穴あけ方法に係り、特に中空体の穴あけ
加工に関する。

（従来の技術） レーザで中空体の穴あけを行う場合に問題とされるのは
、穴あけ時に発生する加工屑に対する処置である。この
加工屑は加工中に中空体の内面に付着したり、あるいは
すでに対向側に開けられた微小の穴を塞いでしまうこと
がある。このことに対処するため、たとえば特開昭５１
−１３３８９６号公報に開示されたものか知られている
。すなわち、この開示技術においては、中空体内に棒な
との遮蔽体を挿入し加工屑による不具合を防ぐことを従
来技術として取り上げ、この技術では遮蔽体かレーザて
二次加工されて加工屑か発生し、対処前と同様な不具合
か生じるため、第３図に示すような技術を提案している
。第３図において、（１０）はたとえば断面円形をなす
小径パイプの被加工物で、これに所定の距離を隔てて集
光レンズ（Ｉ）か配置されている。一方、レーザ発振装
置（図示せず）からレーザ光（１２）か照射されており
、このレーザ光（１２）は集光レンズ（１１）を介（２
て被加工物（１０）の加工部に穴あけすべき穴（１３）
に応じた大きさで集光して照射される。また、被加工物
（１０）の内側には、この被加工物（１０）に穴（１３
）をあけたレーザ光（１２）を通過させる入射口部（１
４ａ）か形成され、また、この入射口部（１４ａ）を通
過したレザ光を可能な範囲でてきるだけ遠くて受けるよ
うに管状の挿入物（１４）が挿入されている。レ−サ穴
あけ加工では、加工屑は挿入物（１４）の内面に付着し
、上記不具合はなくなる。しかし、管状のようないわゆ
る成形体か挿入できない場合もある。第４図は特開昭６
　］、−１９９５９０号公報に開示された他の従来例で
、管体（２０）を溶断するにあたり、管体（２０）の内
側に、その上部に空間を存在させて耐火性材料の粒状物
（２１）を充填し、溶断線に沿ってたとえばレーザ光な
どのビーム（２２）を照射して溶断するようにした技術
である。

（発明が解決しようとする課題） 粒状体を用いているため、中空体の内側形状に制約され
な（なったか、中空体の全体にわたって複数の穴をあけ
る加工では既に開けた穴から粒状体が流れだし、充填し
た粒状体の不足から加工屑か中空体内面に付着してしま
う不具合か生じていた。

本発明はこのような不具合を解消するためになされたも
ので、複数の穴を中空体全体にわたり、加工中加工屑が
中空体内面に付着することなく穴あけ加工できるレーザ
穴あけ方法を提供することを目的としたものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 中空体の外面にレーザ光を照射し上記中空体に穴明けを
行うレーザ穴あけ方法において、上記中空体の内側に上
記レーザ光を散乱させる粒状体を低融点物質内に分散さ
せた混合物を充填して上記照射を行うようにしたもので
、レーザ光の照射を受けた部分が液状化しレーザ光を散
乱させる。

（実施例） 以下、実施例を示す図面に基いて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例で、タービンブレードの穴あ
けに適用した例である。すなわち、（３０）は被加工物
である中空体形状のタービンブレードで内部には密層、
水腫あるいはパラフィンなどの低融点物質（３１）に光
散乱性の粒状体（３２）を混合した混合物が充填されて
いる。混合比は本実施例では低融点物質（３ＩＮに対し
て粒状体（３２）　３程度の割合としたか、この混合比
は粒状体の比率の大きい方が望ましいものの、レーザ光
が常に粒状体（３２）に当るような分散であればよい。

（３３）は所定の場所に設置されたパルスレーサ発振器
で、出力したパルスレーザ光（３４）は折返しミラー（
３５）および集光レンズ（３６）を介してタービンブレ
ード（３０）の外面に集光されるようになっている。タ
ービンプレート（３０）はＸＹ子テーブル３７）上に設
置された電磁チャック（３８）に固定されている。ＸＹ
子テーブル３７）のＸ駆動源（３８）およびＹ駆動源（
３９）は走査制御部（４０）の制御信号でそれぞれ駆動
するようになっている。また、折返しミラー（３５）は
角度自在に支持されていて、図示せぬ駆動体によって所
定の角度に設定されるようになっている。なお、上記粒
状体（３２）の粒径はタービンブレード（３０）の中空
部を密に充填する大きさであればよく、普通は数百〜数
十μｍの粒径から選ばれ、その材質はパルスレーザ光（
３４）がＹＡＧレーレー場合は、アルミナセラミックス
、石英等から選ばれ、ＣＯ２１ノーザの場合では塩化力
リュウム、塩化亜鉛等の結晶体から選ばれる。

上記混合物を常温から加熱してタービンブレー）”（３
０）内に流し込んだ後、再度常温に戻して固化した後、
タービンプレート（３０）に対する穴あけ角度を所定値
に固定してパルスレーザ光（３４）を照射し穴あけ加工
を行う。この照射で穴（４１）かあくと同時に、穴（４
１）をあけたパルスレーザ光（３４）か充填された混合
物を瞬時的に照射する。混合物に照射されたパルスレー
ザ光（３４）は混合物内の粒状体（３２）で散乱し、急
速にエネルギ密度か低下してしまう一方、粒状体（３２
）自体は光を吸収し、高温状態になる。また、同時に低
融点物質（３１）は−気に蒸発し、その蒸気は加工され
た穴（４１）から急激に噴出する。穴（４１）はＸＹ子
テーブル３７）の駆動で所定位置に次々にあけられる。

なお、被加工物は上記実施例以外の中空体に適用できる
ことはいうまでもない。

［発明の効果コ 粒状体の散乱作用でパルスレーザ光（３４）のエネルギ
密度が低下するため、中空体内面が損傷することはない
。また、低融点物質（３１）の噴出により穴の中から穴
あけ時に発生した加工屑が外部に一気に排除された。こ
のようなことから、集光レンズ（３６）を焦点深度の大
きいものににすることができ、パルスレーザ光（３４）
の集束距離が長くなり、穴の両端の開口がほぼ同径のい
わゆる平行性か良好で、しかも加工屑の付着のないすっ
きりした穴を形成することができるようになった。さら
に、低融点物質（３１）と粒状体（３２）の混合物はパ
ルスレザ光（３４）が照射されない限り固化しているた
め、既に加工された穴を下側にした場合でも、粒状体（
３２）がこの穴から流れだすことがないので、たとえば
第２図に示すようなタービンブレード（３０）の側部に
互いに対向している複数の穴（４２ａ）、　（４２ｂ）
をレーザ光や加工屑による支障を受けずに安定して加工
を行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための概要図、第２図は被加
工物の部分拡大斜視図、第３図および第４図は従来例を
示す断面図である。 （３１）・ （３２）・ （３３）・ （３６）・ ・低融点物質 ・粒状体 ψノぐルスレ ・集光レンズ サ発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空体の外面にレーザ光を照射し上記中空体に穴あけを
   行うレーザ穴あけ方法において、上記中空体の内側に上
   記レーザ光を散乱させる粒状体を低融点物質内に分散さ
   せた混合物を充填して上記照射を行うことを特徴とする
   レーザ穴あけ方法。