JPH11774A - レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置 - Google Patents
レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置Info
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- JPH11774A JPH11774A JP9151805A JP15180597A JPH11774A JP H11774 A JPH11774 A JP H11774A JP 9151805 A JP9151805 A JP 9151805A JP 15180597 A JP15180597 A JP 15180597A JP H11774 A JPH11774 A JP H11774A
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Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速に厚板まで切断でき火災や燃焼の恐れの
ない切断方法及び装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光で切断対象物を照射して溶融さ
せ、この溶融部を高圧水を噴射して除去することにより
切断する。
ない切断方法及び装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光で切断対象物を照射して溶融さ
せ、この溶融部を高圧水を噴射して除去することにより
切断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切断対象物をレー
ザで溶融し高圧水で溶融部を除去して切断を行なうレー
ザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置に関する。
ザで溶融し高圧水で溶融部を除去して切断を行なうレー
ザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属材料、石材などのセラミック、ＦＲ
Ｐ（繊維強化プラスチック）材などの幅広い材料の切断
に対して、レーザ切断やウォータジェット切断が用いら
れている。レーザ切断は、レーザ光によって照射部を加
熱溶融させ、その溶融部をガスジェット（例えば、酸
素、窒素、空気など）で吹き飛ばし、分離切断を行な
う。一方ウォータジェット切断は、高圧で噴出される水
の運動エネルギにより噴射された部分を吹き飛ばし切断
するもので、水だけを噴射する場合と、水に研磨材を混
入する場合とがあり、後者の場合、運動エネルギに研磨
作用が付加され切断能力が増大する。
Ｐ（繊維強化プラスチック）材などの幅広い材料の切断
に対して、レーザ切断やウォータジェット切断が用いら
れている。レーザ切断は、レーザ光によって照射部を加
熱溶融させ、その溶融部をガスジェット（例えば、酸
素、窒素、空気など）で吹き飛ばし、分離切断を行な
う。一方ウォータジェット切断は、高圧で噴出される水
の運動エネルギにより噴射された部分を吹き飛ばし切断
するもので、水だけを噴射する場合と、水に研磨材を混
入する場合とがあり、後者の場合、運動エネルギに研磨
作用が付加され切断能力が増大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザ切断は、切断速
度は速いが、最大切断板厚はレーザ発生装置のレーザ出
力によって制限される。また使用頻度の大きい炭素鋼な
どの場合ガスジェットとして酸素を用い酸化反応を利用
して切断能力を増大しているが、酸素を使用するためこ
の酸素に引火する恐れがあり、使用環境を制限されるこ
とがある。またＦＲＰ材の切断では燃焼する恐れがあ
る。
度は速いが、最大切断板厚はレーザ発生装置のレーザ出
力によって制限される。また使用頻度の大きい炭素鋼な
どの場合ガスジェットとして酸素を用い酸化反応を利用
して切断能力を増大しているが、酸素を使用するためこ
の酸素に引火する恐れがあり、使用環境を制限されるこ
とがある。またＦＲＰ材の切断では燃焼する恐れがあ
る。
【０００４】ウォータジェット切断は水だけの場合、切
断板厚は薄いものに限られる。研磨材を混入すると厚板
まで切断可能であるが、研磨材が散乱し環境を汚染する
ので使用に制限を受ける場合がある。また切断開始位置
の制約があり、例えば平板の場合、周囲から中心側に切
断してゆくことはできるが、中心部のように端部のない
ところからは切断開始できない。この場合、切断開始位
置に予め穴などを開けここから切断開始する。さらにウ
ォータジェットを噴出するノズルの価格は極めて高価
（例えば数百万円）であり、研磨材を使用すると消耗が
激しく経済的に使用できない場合がある。
断板厚は薄いものに限られる。研磨材を混入すると厚板
まで切断可能であるが、研磨材が散乱し環境を汚染する
ので使用に制限を受ける場合がある。また切断開始位置
の制約があり、例えば平板の場合、周囲から中心側に切
断してゆくことはできるが、中心部のように端部のない
ところからは切断開始できない。この場合、切断開始位
置に予め穴などを開けここから切断開始する。さらにウ
ォータジェットを噴出するノズルの価格は極めて高価
（例えば数百万円）であり、研磨材を使用すると消耗が
激しく経済的に使用できない場合がある。
【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、高速に厚板まで切断でき火災や燃焼の恐れのな
い切断方法及び装置を提供することを目的とする。
もので、高速に厚板まで切断でき火災や燃焼の恐れのな
い切断方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、レーザ光で切断対象物を照射
して溶融させ、この溶融部を高圧水を噴射して除去する
ことにより切断する。
め、請求項１の発明では、レーザ光で切断対象物を照射
して溶融させ、この溶融部を高圧水を噴射して除去する
ことにより切断する。
【０００７】レーザ光で切断部を照射して溶融させ、こ
の溶融部をウォータジェットで吹き飛ばすことにより切
断する。ガスで溶融部を吹き飛ばす従来の方法より高圧
水の運動エネルギが大きくかつ高圧水自身が切断能力を
持っているため切断能力が増大し、より厚板の切断が可
能になる。また酸素ガスを使用しないので火災の恐れも
ない。さらにレーザ光で溶融しても高圧水を噴射するの
でＦＲＰの切断に使用しても燃える恐れはない。また切
断速度は従来のレーザ切断と同様高速切断できる。
の溶融部をウォータジェットで吹き飛ばすことにより切
断する。ガスで溶融部を吹き飛ばす従来の方法より高圧
水の運動エネルギが大きくかつ高圧水自身が切断能力を
持っているため切断能力が増大し、より厚板の切断が可
能になる。また酸素ガスを使用しないので火災の恐れも
ない。さらにレーザ光で溶融しても高圧水を噴射するの
でＦＲＰの切断に使用しても燃える恐れはない。また切
断速度は従来のレーザ切断と同様高速切断できる。
【０００８】請求項２の発明では、前記高圧水には切断
対象物を摩耗する研磨材が含まれている。
対象物を摩耗する研磨材が含まれている。
【０００９】研磨材を用いることにより高圧水による切
断能力が増大するので、レーザ光の溶融部を吹き飛ばす
能力が増大し、その結果レーザ光とウォータジェットを
用いる切断方法の切断能力が増大し、より厚板まで切断
可能になる。研磨材が飛散しても問題のない環境で使用
することができる。
断能力が増大するので、レーザ光の溶融部を吹き飛ばす
能力が増大し、その結果レーザ光とウォータジェットを
用いる切断方法の切断能力が増大し、より厚板まで切断
可能になる。研磨材が飛散しても問題のない環境で使用
することができる。
【００１０】請求項３の発明では、レーザ光を切断対象
物に集光して溶融するレーザヘッドと、このレーザヘッ
ドの切断進行方向後方に設けられ高圧水を噴射して溶融
部を除去するウォータジェットヘッドと、を備える。
物に集光して溶融するレーザヘッドと、このレーザヘッ
ドの切断進行方向後方に設けられ高圧水を噴射して溶融
部を除去するウォータジェットヘッドと、を備える。
【００１１】レーザヘッドよりレーザ光を切断対象物に
照射して溶融し、この溶融部をレーザヘッドの後ろ側に
取付けられたウォータジェットヘッドより高圧水を噴射
して吹き飛ばして切断する。ガスで溶融部を吹き飛ばす
従来の方法より高圧水の運動エネルギが大きくかつ高圧
水自身が切断能力を持っているため切断能力が増大し、
より厚板の切断が可能になる。また酸素ガスを使用しな
いので火災の恐れもない。さらにレーザ光で溶融しても
高圧水を噴射するのでＦＲＰの切断に使用しても燃える
恐れはない。また切断速度は従来のレーザ切断と同様高
速に切断できる。
照射して溶融し、この溶融部をレーザヘッドの後ろ側に
取付けられたウォータジェットヘッドより高圧水を噴射
して吹き飛ばして切断する。ガスで溶融部を吹き飛ばす
従来の方法より高圧水の運動エネルギが大きくかつ高圧
水自身が切断能力を持っているため切断能力が増大し、
より厚板の切断が可能になる。また酸素ガスを使用しな
いので火災の恐れもない。さらにレーザ光で溶融しても
高圧水を噴射するのでＦＲＰの切断に使用しても燃える
恐れはない。また切断速度は従来のレーザ切断と同様高
速に切断できる。
【００１２】請求項４の発明では、前記高圧水には切断
対象物を摩耗する研磨材が含まれている。
対象物を摩耗する研磨材が含まれている。
【００１３】研磨材を用いることにより高圧水による切
断能力が増大するので、レーザ光の溶融部を吹き飛ばす
能力が増大し、その結果レーザ光とウォータジェットを
用いる切断方法の切断能力が増大し、より厚板まで切断
可能になる。研磨材が飛散しても問題のない環境で使用
することができる。
断能力が増大するので、レーザ光の溶融部を吹き飛ばす
能力が増大し、その結果レーザ光とウォータジェットを
用いる切断方法の切断能力が増大し、より厚板まで切断
可能になる。研磨材が飛散しても問題のない環境で使用
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について、
図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態のレーザ
・ウォータジェット複合切断装置の構成を示すブロック
図である。加工装置１０は切断対象物１をセットし一体
に結合されたレーザヘッド２とウォータジェットヘッド
３を移動して所望の形状に切断する装置でヘッド駆動部
とも言う。レーザ発生装置４は切断対象物１の厚みに応
じた出力でレーザ光を発生しレーザヘッド２に送出する
装置である。高圧水供給部５は高圧水をウォータジェッ
トヘッド３へ供給する装置である。研磨材供給部６は研
磨材を供給する装置で、ウォータジェットヘッド３内で
高圧水に混入される。操作盤１１はレーザ発生装置４、
高圧水供給部５、研磨材供給部６及び加工装置１０を制
御して切断対象物１の切断を行なう。
図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態のレーザ
・ウォータジェット複合切断装置の構成を示すブロック
図である。加工装置１０は切断対象物１をセットし一体
に結合されたレーザヘッド２とウォータジェットヘッド
３を移動して所望の形状に切断する装置でヘッド駆動部
とも言う。レーザ発生装置４は切断対象物１の厚みに応
じた出力でレーザ光を発生しレーザヘッド２に送出する
装置である。高圧水供給部５は高圧水をウォータジェッ
トヘッド３へ供給する装置である。研磨材供給部６は研
磨材を供給する装置で、ウォータジェットヘッド３内で
高圧水に混入される。操作盤１１はレーザ発生装置４、
高圧水供給部５、研磨材供給部６及び加工装置１０を制
御して切断対象物１の切断を行なう。
【００１５】図２はレーザヘッドとウォータジェットヘ
ッドを示す図である。レーザヘッド２は切断対象物１に
垂直に設定される。レーザ発生装置４から光ファイバ７
を介して送られてくるレーザ光をレンズ２ａで切断位置
に集光させ溶融する。切断対象物１をレーザ光で垂直に
照射すると溶融効率が最も大きくなり切断能力が大きく
なる。集光面積は例えば直径１ｍｍ程度である。使用す
るレーザ光は水に吸収されない性質のものを用い、例え
ばＹＡＧレーザ光を用いる。切断対象物１としては金属
材、石などのセラミック材、ＦＲＰ材などや、これらの
合成物、例えば鉄筋コンクリートなどである。
ッドを示す図である。レーザヘッド２は切断対象物１に
垂直に設定される。レーザ発生装置４から光ファイバ７
を介して送られてくるレーザ光をレンズ２ａで切断位置
に集光させ溶融する。切断対象物１をレーザ光で垂直に
照射すると溶融効率が最も大きくなり切断能力が大きく
なる。集光面積は例えば直径１ｍｍ程度である。使用す
るレーザ光は水に吸収されない性質のものを用い、例え
ばＹＡＧレーザ光を用いる。切断対象物１としては金属
材、石などのセラミック材、ＦＲＰ材などや、これらの
合成物、例えば鉄筋コンクリートなどである。
【００１６】ウォータジェットヘッド３はレーザヘッド
２の切断進行方向後ろ側で切断対象物１に垂直に設定さ
れている。これにより溶融部を直ちに吹き飛ばし切断す
ることができる。また切断対象物１に垂直に高圧水を噴
射することにより溶融部を最も効率よく吹き飛ばすこと
ができる。高圧水は先端のノズル３ａから噴射され、そ
の噴射面積は、例えば直径０．３ｍｍ程度である。ウォ
ータェットヘッド３には高圧水供給部５より高圧水が配
管８を介して供給される。通常は高圧水のみで切断を行
なうが、厚板の場合、さらに研磨材供給部６から配管９
を介して研磨材が供給し高圧水に混合して切断を行な
う。なお、研磨材はそれが切断作業場所に飛散しても問
題のない場合に使用される。
２の切断進行方向後ろ側で切断対象物１に垂直に設定さ
れている。これにより溶融部を直ちに吹き飛ばし切断す
ることができる。また切断対象物１に垂直に高圧水を噴
射することにより溶融部を最も効率よく吹き飛ばすこと
ができる。高圧水は先端のノズル３ａから噴射され、そ
の噴射面積は、例えば直径０．３ｍｍ程度である。ウォ
ータェットヘッド３には高圧水供給部５より高圧水が配
管８を介して供給される。通常は高圧水のみで切断を行
なうが、厚板の場合、さらに研磨材供給部６から配管９
を介して研磨材が供給し高圧水に混合して切断を行な
う。なお、研磨材はそれが切断作業場所に飛散しても問
題のない場合に使用される。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザ光で溶融した溶融部を高圧水で吹き飛ばして切断す
ることにより次の効果を奏する。 レーザ光とガスを組み合わせた従来の装置に比べ切
断能力が増大する。切断速度は従来のレーザ切断と同様
高速である。 高圧水を用いることにより酸素を使用するときのよ
うな火災や爆発の恐れがない。また燃焼を高圧水で抑え
ることができるのでＦＲＰの切断も可能である。 ウォータジェット切断で高圧水のみによる切断では
薄い鋼板しか切断できないが、本発明では厚い鋼板まで
切断できる。 ウォータジェット切断では切断開始位置は端部やス
タート穴の開いた位置から切断を開始する必要がある
が、本発明ではこのような制約はなくどこからでも切断
開始できる。 高圧水に研磨材を混入することにより切断能力がさ
らに増大する。 研磨材を使用しない場合、ウォータジェットヘッド
の先端ノズルを長時間使用することができ、経済的な切
断を行なうことができる。
ーザ光で溶融した溶融部を高圧水で吹き飛ばして切断す
ることにより次の効果を奏する。 レーザ光とガスを組み合わせた従来の装置に比べ切
断能力が増大する。切断速度は従来のレーザ切断と同様
高速である。 高圧水を用いることにより酸素を使用するときのよ
うな火災や爆発の恐れがない。また燃焼を高圧水で抑え
ることができるのでＦＲＰの切断も可能である。 ウォータジェット切断で高圧水のみによる切断では
薄い鋼板しか切断できないが、本発明では厚い鋼板まで
切断できる。 ウォータジェット切断では切断開始位置は端部やス
タート穴の開いた位置から切断を開始する必要がある
が、本発明ではこのような制約はなくどこからでも切断
開始できる。 高圧水に研磨材を混入することにより切断能力がさ
らに増大する。 研磨材を使用しない場合、ウォータジェットヘッド
の先端ノズルを長時間使用することができ、経済的な切
断を行なうことができる。
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態のレーザヘッドとウォータジ
ェットヘッドの構成を示す図である。
ェットヘッドの構成を示す図である。
１ 切断対象物 ２ レーザヘッド ２ａ レンズ ３ ウォータジェットヘッド ３ａ ノズル ４ レーザ発生装置 ５ 高圧水供給部 ６ 研磨材供給部 ７ 光ファイバ ８，９ 配管 １０ 加工装置 １１ 操作盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 弘人 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 (72)発明者 土屋 和之 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
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光で切断対象物を照射して溶融さ
せ、この溶融部を高圧水を噴射して除去することにより
切断することを特徴とするレーザ・ウォータジェット複
合切断方法。 - 【請求項２】 前記高圧水には切断対象物を摩耗する研
磨材が含まれていることを特徴とする請求項１記載のレ
ーザ・ウォータジェット複合切断方法。 - 【請求項３】 レーザ光を切断対象物に集光して溶融す
るレーザヘッドと、このレーザヘッドの切断進行方向後
方に設けられ高圧水を噴射して溶融部を除去するウォー
タジェットヘッドと、を備えたことを特徴とするレーザ
・ウォータジェット複合切断装置。 - 【請求項４】 前記高圧水には切断対象物を摩耗する研
磨材が含まれていることを特徴とする請求項３記載のレ
ーザ・ウォータジェット複合切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151805A JPH11774A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151805A JPH11774A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11774A true JPH11774A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15526698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9151805A Pending JPH11774A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | レーザ・ウォータジェット複合切断方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11774A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1166979A3 (en) * | 2000-06-14 | 2004-06-09 | The Esab Group, Inc. | Cutting apparatus with thermal and nonthermal cutters, and associated methods |
| WO2007071341A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Livio Campana | Machine tool for laser cutting of sheet and pipe materials using a optical fibre for transmitting the laser beam |
| CN103567883A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-12 | 徐州江煤科技有限公司 | 矿用便携式水切割系统 |
| CN104439717A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 一种水流激光切割装置及切割方法 |
| CN107009278A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-04 | 安徽理工大学 | 一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备 |
| CN110385363A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-10-29 | 惠州工程职业学院 | 一种网络接头用成型设备 |
| KR20220011947A (ko) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | 창원대학교 산학협력단 | 하이브리드 절단장치 |
| CN116335688A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-06-27 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种切桩盾构机及过桩盾构方法 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP9151805A patent/JPH11774A/ja active Pending
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