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公開番号2025168203
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024193725
出願日2024-11-05
発明の名称レーザー穴あけ方法
出願人株式会社スギノマシン
代理人弁理士法人グローバル・アイピー東京
主分類B23K 26/146 20140101AFI20251030BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】液柱の径と同程度の穴径の貫通穴を加工する。
【解決手段】ワーク1の第1面1aから、ワーク1の厚み1cの中心までの深さ53まで達し、底51を有する止まり穴49を加工し、ワーク1の第1面1aの裏面である第2面1bから底51に向かうように、内部にレーザー36を導光した水柱26を第2面1bに当て、第2面1bから止まり穴49に貫通するまで穴加工を行い、貫通穴58を形成する、レーザー穴あけ方法。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ワークの第１面から、前記ワークの厚みの中心の深さまで達し、底を有する止まり穴を加工し、
前記ワークの前記第１面の裏面である第２面から前記底に向かうように、内部にレーザーを導光した水柱を水ノズルから前記第２面に垂直に当て、前記水ノズルを前記ワークに対して静止した状態で、前記第２面から前記止まり穴に貫通するまで穴加工を行い、貫通穴を形成する、
レーザー穴あけ方法。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記第２面から前記第１面に向かうにつれて小径となる穴を形成し、
前記第２面から前記第１面に貫通するときに、前記水柱（２６）が前記第１面側に貫通し、前記第２面から前記第１面にかけて円筒状の貫通穴を形成する、
請求項１に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項３】
前記水柱が前記第１面側に貫通するときに狭隘な貫通部が形成され、前記水柱が前記第１面側に抜けて、前記水柱の乱れが減少し、前記レーザーの強度が増加することで前記貫通部が拡大するように加工される、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項４】
前記水ノズルから生成した前記水柱を前記第２面に当てて、穴加工が進むと、前記水柱が加工中の穴に衝突して前記水ノズルに向かって跳ね返り、前記水柱が乱れて前記レーザーが減衰する、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項５】
前記第１面の穴あけ位置に対して、前記水ノズルから前記第１面に垂直に前記水柱を当て、前記水ノズルを前記ワークに対して静止した状態で、前記第１面から前記止まり穴を加工する、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項６】
前記水ノズルから生成した前記水柱を前記第１面に当てて、前記止まり穴の加工が進むときに、前記水柱が前記止まり穴に衝突して前記水ノズルに向かって跳ね返り、前記水柱が乱れて前記レーザーが減衰する、
請求項５に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項７】
前記第１面から、研削又は切削によって前記止まり穴を加工する、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項８】
前記止まり穴は、前記貫通穴よりも大きい径を有する、
請求項７に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項９】
前記ワークは、金属であり、
前記穴は、０．１０ｍｍ以下の直径を有する、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
【請求項１０】
前記ワークは、セラミックスであり、
前記穴は、０．２ｍｍ以下の直径を有する、
請求項１又は２に記載のレーザー穴あけ方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水柱内に導光したレーザーによる穴あけ方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
穴の閉じた形状に沿って、液柱内とレーザービームを基板上で移動させて、基板に穴を形成する方法が提案されている（特表２０２３－５３６６００号公報、以下、「特許文献１」）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、開口される穴の径は、液柱の径に比べてはるかに大きい。本発明は、液柱の径と同程度の穴径の貫通穴を加工することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の観点は、
ワークの第１面から、前記ワークの厚みの中心の深さまで達し、底を有する止まり穴を加工し、
前記ワークの前記第１面の裏面である第２面から前記底に向かうように、内部にレーザーを導光した水柱を水ノズルから前記第２面に垂直に当て、前記水ノズルを前記ワークに対して静止した状態で、前記第２面から前記止まり穴に貫通するまで穴加工を行い、貫通穴を形成する、
レーザー穴あけ方法である。
【０００５】
ワークは、金属やセラミックスである。金属は、例えば、ステンレス鋼、工具鋼である。セラミックスは、例えば、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンドである。
【０００６】
水柱は、第１面から加工される止まり穴に水を溜めて、レーザーが散乱して加工の進行が抑制される。止まり穴の深さが深くなると、加工が殆ど進行しなくなる場合がある。水柱は、第２面から加工される止まり穴に水を溜めて、レーザーが散乱して加工の進行が抑制される。第２面からの穴が第１面側から加工された止まり穴に貫通すると、穴の内部に溜まった水が第１面側に抜ける。すると、水柱の乱れが抑制される。水柱の乱れの減少に伴い、水柱からのレーザー散乱が抑制される。
【０００７】
加工される穴に加工精度が求められる場合、ワークの加工精度が必要な面を第２面とする。第２面は、例えば、製品の表面である。
【０００８】
ノズル穴の直径の下限は、０．０４ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．０９ｍｍである。ノズル穴の直径の上限は、０．０９ｍｍ、０．１ｍｍである。
【０００９】
貫通穴の直径の下限は、０．０８ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１２ｍｍである。
貫通穴の直径の上限は、０．１９ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍである。
貫通穴の径に対するワークの厚みの比率の範囲の下限は、５、６である。貫通穴の径に対するワークの厚みの比率の範囲の上限は、１６である。
貫通穴の径は、貫通穴の開口部の直径であって良い。
第１面から研削又は切削によって止まり穴を加工する場合、止まり穴の底から第２面までの厚みは、貫通穴の径の２．５倍以上であり、好ましくは、３倍以上、４倍以上である。
【００１０】
貫通穴の直径は、ノズル穴の直径の１０倍以下である。貫通穴の直径は、ノズル穴の直径に対して少し大きい。材質や加工条件によって、その倍率は異なる。貫通穴の直径は、ノズル穴の直径の１０倍未満である。ノズル穴の直径に対する貫通穴の直径の倍率の下限は、０．９５倍、１倍、１．０５倍、１．１倍である。ノズル穴の直径に対する貫通穴の直径の倍率の上限は、１．２倍、１．５倍、２倍である。
（【００１１】以降は省略されています）

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