レーザ加工装置及びレーザ加工方法
【課題】厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を得ることを目的とする。
【解決手段】レーザ加工装置１０は、第１照射部１４によって集束されたＹＡＧ系レーザを被加工物１２に照射し、第２照射部１６によって集束され、ＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザをＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域に照射する。すなわち、ＹＡＧ系レーザが被加工物１２を構成する金属を溶融させ、ＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率の高いＣＯ２レーザが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となる。
【解決手段】レーザ加工装置１０は、第１照射部１４によって集束されたＹＡＧ系レーザを被加工物１２に照射し、第２照射部１６によって集束され、ＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザをＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域に照射する。すなわち、ＹＡＧ系レーザが被加工物１２を構成する金属を溶融させ、ＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率の高いＣＯ２レーザが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、特許文献１に記載されているような、金属板のワークを切断する加工ヘッドに、レーザ発振器から光ファイバーを介してレーザビームが送られ、該レーザビームによってワークを切断するレーザ切断装置の開発が進んでいる。この光ファイバーを用いたレーザ（以下、「ファイバーレーザ」という。）は、固体レーザ（例えば、ＹＡＧ系レーザ）が光ファイバーを用いて伝送されるものである。
そして、ファイバーレーザは、気体レーザ（例えば、ＣＯ２レーザ）に比較してレーザの生成に要する電気エネルギーが少なく、ロッドタイプの固体レーザに比較してレーザビームの品質（レーザビームの集光性と直進性）が高く、高出力化が可能であるため、普及が進んでいる。
【０００３】
ここで、レーザ加工装置は、被加工物である金属の切断において、レーザビームのパワーだけでなく、レーザビームを被加工物に照射すると共に吹きつける酸素ガス（アシストガス）によって金属が酸化する酸化熱も利用して被加工物を高温にすることにより、切断を行う場合がある。被加工物が高温となることで、被加工物を構成する金属及び酸化熱を得る過程で生成される酸化金属は、溶融して溶融金属となる。そして、溶融金属が上記アシストガスの圧力によって被加工物から吹き流されて除去されることによって、被加工物は切断される。
ところで、溶融金属は、温度が高いほど粘性が下がり流動性が高くなるため、レーザ加工装置は、被加工物の切断温度を高くすることで溶融金属の粘性を下げ、アシストガスによる溶融金属の排除性を向上させる必要がある。
【０００４】
このため、レーザビームによる切断では、被加工物内部の温度、すなわち切断温度を高温にしなければならない。例えば、切断対象となる被加工物がＦｅ（鉄）の場合、切断温度は、１２００℃〜１７００℃前後としなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９６２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ファイバーレーザ等に用いられるＹＡＧ系レーザでは、従来から用いられているＣＯ２レーザに比較して切断時の温度が上昇しにくいことが指摘されている。
【０００７】
この理由は、以下のように考えられている。
ＹＡＧ系レーザとＣＯ２レーザとでは、ＹＡＧ系レーザの波長が１．０６〜１．０８μｍ、ＣＯ２レーザの波長が１０．６μｍというように波長の大きさが異なることによって、材料に対するレーザの吸収率（以下、「材料吸収率」という。）及びプラズマに対するレーザの吸収率（以下、「プラズマ吸収率」という。）が異なる。例えば、従来から知られている図４の実験例に示すように、鉄に対する材料吸収率は、ＣＯ２レーザでは０．０８であり、ＣＯ２レーザよりも波長の短いＹＡＧ系レーザでは０．３９である。
【０００８】
このように、ＹＡＧ系レーザでは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高いため、ＣＯ２レーザに比較して被加工物の溶融にレーザビームのパワーがより消費され、そのためレーザビームのパワーが被加工物の温度上昇に寄与しづらい。さらに、被加工物を切断する際には、被加工物である金属の一部が蒸発し、プラズマ化する。そして、切断される被加工物内部での温度上昇には、プラズマ温度が寄与するが、ＹＡＧ系レーザのプラズマ吸収率は、ＣＯ２レーザに比較して１００分の１程度である。そのため、ＹＡＧ系レーザは、切断する被加工物内部でのプラズマ温度を上昇させにくい。
【０００９】
また、ファイバーレーザを用いた場合は、レーザ発振器の個体差、ファイバーの経年的な劣化、ファイバーに対する力学的なストレス（応力）の蓄積及び偏在等によってクラッドとコアとの界面にストレスが生じ、屈折率が変化することによって、レーザビームの品質及び出力の低下が生じ、レーザ加工装置の切断性能が低下することがある。
【００１０】
この結果、ＣＯ２レーザよりも波長が短いレーザビームを用いたレーザ加工装置は、厚みを有する被加工物を切断する場合、被加工物内部の温度を切断に必要な温度まで上昇させることができず、被加工物を切断することができない場合があるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工装置は、第１レーザビームビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備え、前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射する。
【００１３】
本発明によれば、第１照射手段によって第１レーザビームが集束されて被加工物に照射され、第２照射手段によって前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームが集束されて被加工物に照射される。そして、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第２レーザビームが照射される。
【００１４】
各種レーザは、波長が短いレーザほど材料吸収率が高く、プラズマ吸収率が低いという傾向があるため、波長が短いレーザ（例えば、ＹＡＧ系レーザ）で被加工物を切断する場合に、被加工物の内部を、アシストガスで吹き飛ばせるほど低い粘性を溶融金属が有するほどの高温にすることができなかった。
そこで、本発明は、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となるので、本発明は、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１５】
さらに、上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を加工するための第１レーザビームを出射する第１出射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長く、前記被加工物を加工するための第２レーザビームを出射する第２出射手段と、前記第１出射手段から出射された前記第１レーザビームにより加工されている前記被加工物の領域に対して、前記第２出射手段から出射された前記第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームを集束させる集束手段と、を備える。
【００１６】
本発明によれば、第１出射手段によって被加工物を加工するための第１レーザビームが出射され、第２出射手段によって第１レーザビームよりも波長が長く、被加工物を加工するための第２レーザビームが出射される。そして、集束手段によって、第１出射手段から出射された第１レーザビームにより加工されている被加工物の領域に対して、第２出射手段から出射された第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームが集束される。
本発明は、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となる。そして、本発明は、第１レーザビーム及び第２レーザビームに対して共通の集束手段を有し、該集束手段によって上記領域に第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射させることができるため、簡易な構成で、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１７】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記集束手段が、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記被加工物に集束させる集束レンズであり、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームが、集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射されてもよい。
本発明によれば、第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射させることによって、被加工物の同じ領域に第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射させることができるため、簡易に厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１８】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをＹＡＧ系レーザとし、前記第２レーザビームをＣＯ２レーザとしてもよい。
本発明によれば、第１レーザビームをＹＡＧ系レーザとし、第２レーザビームをＣＯ２レーザとするので、簡易に厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１９】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをファイバーレーザとしてもよい。
本発明によれば、ファイバーレーザは高品質で高出力のレーザであるため、厚みを有する被加工物を、より確実に切断することができる。
【００２０】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをディスクレーザとしてもよい。
本発明によれば、ディスクレーザは高品質で高出力のレーザであるため、厚みを有する被加工物を、より確実に切断することができる。
【００２１】
一方、上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工方法は、第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備えたレーザ加工装置のレーザ加工方法であって、前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射する。
【００２２】
本発明によれば、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となるので、本発明は、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ切断装置による被加工物の切断の状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図４】レーザの波長に応じた材料吸収率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０の構成を示す。なお、以下の説明において、レーザ加工装置１０を、被加工物１２を切断するレーザ切断装置として説明する。
【００２７】
レーザ加工装置１０は、第１レーザビームを集束させ被加工物１２に照射する第１照射部１４と、第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを被加工物１２に照射する第２照射部１６と、を備えている。
なお、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、第１レーザビームの一例としてＹＡＧ系レーザを用い、第２レーザビームの一例としてＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザを用いる。また、本第１実施形態に係る第１照射部１４は、光ファイバーを媒質に用いたファイバーレーザを用いる。
【００２８】
そして、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、テーブル１８に載置されている被加工物１２に連続的にＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを照射することで被加工物１２を切断する。なお、被加工物１２は、金属であり、本第１実施形態では被加工物１２を一例として鉄（Ｆｅ）とする。また、被加工物１２の厚みは、例えば１０〜数十ｍｍ（例えば５０ｍｍ）である。また、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、被加工物１２を切断する際に、アシストガスである酸素ガスを切断部分に吹きかけながら切断する。
【００２９】
また、第１照射部１４及び第２照射部１６は、３軸方向（ｘｙｚ軸）に移動できる不図示の３軸アームによって支持され、３軸アームが駆動することによって、被加工物１２の切断の進行方向が変化する。
【００３０】
ここで、ＹＡＧ系レーザのみを用いた従来のレーザ加工装置では、被加工物１２の厚みが厚い（例えば１０〜数十ｍｍ（例えば５０ｍｍ））場合、このような被加工物１２を切断できない場合があった。
【００３１】
この理由は、ＹＡＧ系レーザは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高く、プラズマ吸収率が低いためと考えられる。
より具体的に説明すると、ＹＡＧ系レーザは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高いため、被加工物１２の溶融にレーザビームのパワーがより消費され、レーザビームのパワーが被加工物１２の温度上昇に寄与しづらい。さらに、被加工物１２が切断される際には、被加工物１２である金属の一部が蒸発し、プラズマ化する。そして、切断される被加工物１２内部での温度上昇には、プラズマ温度が寄与するが、ＹＡＧ系レーザのプラズマ吸収率は、ＣＯ２レーザに比較して低く、ＹＡＧ系レーザは、切断する被加工物１２内部でのプラズマ温度を上昇させにくいためであると考えられる。
【００３２】
この結果、被加工物１２を構成する金属及び酸化金属が溶融し溶融金属となり、被加工物１２内部で溶融池が発生しても、レーザビームは、溶融池の温度を十分に上昇させることができないため、溶融金属の粘性が下がらず、アシストガスは、溶融金属を被加工物１２内部から流し出すことができない。このため、従来のレーザ加工装置では、内部に溶融池が発生する厚みを有する被加工物１２を切断することができない場合があった。
【００３３】
一方、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、図２の縦断面図に示すように第１照射部１４で集束されたＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域Ａに、第２照射部１６で集束されたＣＯ２レーザを照射する。
これにより、材料吸収率の高いＹＡＧ系レーザが被加工物１２を構成する金属を溶融させ、ＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率の高いＣＯ２レーザが溶融金属の温度を上昇させる。すなわち、ＹＡＧ系レーザと共にＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率が高いＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射することによって、ＣＯ２レーザをプラズマ誘起レーザとして用い、プラズマ温度を上昇させる。
【００３４】
このように、レーザ加工装置１０は、ＣＯ２レーザをプラズマ誘起レーザとして用いることで、溶融金属からプラズマを誘発し、誘発されたプラズマからの電子によりさらにプラズマの発生量を増加させることができる。なお、本第１実施形態で用いられるＣＯ２レーザの出力は、例えば数Ｗ〜数十Ｗである。
【００３５】
この結果、溶融金属の温度上昇が促進され、溶融金属の粘性が上がり、アシストガスは、その圧力で溶融金属を被加工物１２外に吹き流すことができるので、レーザ加工装置１０は、厚みのある被加工物１２を切断することが可能となる。
【００３６】
なお、ＣＯ２レーザは、図２の縦断面図に示すように被加工物１２に対して斜めに入射されることによって、領域Ａに照射される。このため、図２の上面図に示すように、ＹＡＧ系レーザの径の幅がカーフ幅（切断幅）となるように、ＣＯ２レーザの径はＹＡＧ系レーザの径と同等又は短いことが好ましい。
【００３７】
また、被加工物１２の切断では、領域Ａの位置が被加工物１２の深さ方向に変化しながら切断が進行する。このため、ＣＯ２レーザの照射位置が領域Ａの深さ方向への変化に対応して変化するように、ＣＯ２レーザを深さ方向に走査することが望ましい。
具体的には、例えば、第２照射部１６自体を揺動させることでＣＯ２レーザを深さ方向に走査させてもよいし、第２照射部１６がポリゴンミラーレンズを備え、該ポリゴンミラーレンズを回転させることで走査ＣＯ２レーザを深さ方向に走査させてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、第１照射部１４によって集束されたＹＡＧ系レーザを被加工物１２に照射し、第２照射部１６によって集束され、ＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザをＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域Ａに照射するので、厚みを有する被加工物１２を、波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図３に、本第２実施形態に係るレーザ加工装置５０の構成を示す。なお、図３における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
レーザ加工装置５０は、筐筒５２の上部に、第１レーザビームとしてＹＡＧ系レーザを出射する第１レーザ出射部５４及び第２レーザビームとしてＣＯ２レーザを出射する第２レーザ出射部５６を備える。また、筐筒５２は、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２を有している。さらに、筐筒５２は、３軸方向（ｘｙｚ軸）に移動できる不図示の３軸アームによって支持され、３軸アームが駆動することによって、被加工物１２の切断の進行方向が変化する。
【００４１】
なお、第１レーザ出射部５４からは、不図示のレーザ発振器から生成されたＹＡＧ系レーザが、第１レーザ出射部５４まで光ファイバー６４によって伝送されたファイバーレーザとして出射される。
【００４２】
第１コリメート光学系５８は、コリメートレンズ６６を備えており、第１レーザ出射部５４から出射された所定の拡がり（開口数ＮＡ＝ｓｉｎθ）を有するＹＡＧ系レーザを平行光にする。
【００４３】
第２コリメート光学系６０は、コリメートレンズ６８を備えており、第２レーザ出射部５６から出射された所定の拡がり（開口数ＮＡ＝ｓｉｎθ）を有するＣＯ２レーザを平行光にする。
【００４４】
集光光学系６２は、集束レンズ７０を備えており、第１コリメート光学系５８によって平行光とされたＹＡＧ系レーザ、及び第２コリメート光学系６０によって平行光とされたＣＯ２レーザを集束させ、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射させる。
具体的には、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザは、集束レンズ７０の中心軸線７２から等距離の位置（本第２実施形態では、中心軸線７２を中心とした左右対称の位置）に入射される。これによって、集束レンズ７０で集束されたＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザは、同じ位置に焦点を結ぶ。すなわち、集束レンズ７０によって、同時にＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射させることができる。このように、レーザ加工装置５０は、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザに対して共通の集束レンズ７０を有し、集束レンズ７０によって上記領域ＡにＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを照射させることができるため、簡易な構成で、厚みを有する被加工物３０を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００４５】
なお、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２は、例えば、石英ガラスで形成されている。また、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２は、各々一つのレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
【００４６】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４７】
例えば、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０を、被加工物１２を切断するレーザ切断装置として用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、レーザ加工装置１０，５０を複数の被加工物を溶接するレーザ溶接装置として用いる形態としてもよい。
【００４８】
また、上記各実施形態では、アシストガスとして酸素ガスを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、アシストガスとして窒素ガスやアルゴンガス等、他のガスを用いる形態としてもよい。
【００４９】
また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第１レーザビームとしてＹＡＧ系レーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、第２レーザビームよりも波長の短いレーザであれば他のレーザを用いる形態としてもよい。また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第２レーザビームとしてＣＯ２レーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、第１レーザビームよりも波長の長いレーザであれば他のレーザを用いる形態としてもよい。
【００５０】
また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第１レーザビームとしてファイバーレーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ディスクレーザ（波長１．０５〜１．０９μｍ）を用いる形態としてもよい。
【００５１】
また、上記各実施形態では、３軸アームによって被加工物１２の切断の進行方向を変化させる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、縦（ｘ）及び横（ｙ）に移動する２軸アームに支持される形態としてもよい。さらに、３軸アームを用いずに、被加工物１２を載置したテーブル１８を３軸方向に移動可能とし、テーブル１８を移動させることによって、被加工物１２の切断の進行方向を変化させる形態としてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ レーザ加工装置
１２ 被加工物
１４ 第１照射部
１６ 第２照射部
５４ 第１ビーム出射部
５６ 第２ビーム出射部
７０ 集光レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、特許文献１に記載されているような、金属板のワークを切断する加工ヘッドに、レーザ発振器から光ファイバーを介してレーザビームが送られ、該レーザビームによってワークを切断するレーザ切断装置の開発が進んでいる。この光ファイバーを用いたレーザ（以下、「ファイバーレーザ」という。）は、固体レーザ（例えば、ＹＡＧ系レーザ）が光ファイバーを用いて伝送されるものである。
そして、ファイバーレーザは、気体レーザ（例えば、ＣＯ２レーザ）に比較してレーザの生成に要する電気エネルギーが少なく、ロッドタイプの固体レーザに比較してレーザビームの品質（レーザビームの集光性と直進性）が高く、高出力化が可能であるため、普及が進んでいる。
【０００３】
ここで、レーザ加工装置は、被加工物である金属の切断において、レーザビームのパワーだけでなく、レーザビームを被加工物に照射すると共に吹きつける酸素ガス（アシストガス）によって金属が酸化する酸化熱も利用して被加工物を高温にすることにより、切断を行う場合がある。被加工物が高温となることで、被加工物を構成する金属及び酸化熱を得る過程で生成される酸化金属は、溶融して溶融金属となる。そして、溶融金属が上記アシストガスの圧力によって被加工物から吹き流されて除去されることによって、被加工物は切断される。
ところで、溶融金属は、温度が高いほど粘性が下がり流動性が高くなるため、レーザ加工装置は、被加工物の切断温度を高くすることで溶融金属の粘性を下げ、アシストガスによる溶融金属の排除性を向上させる必要がある。
【０００４】
このため、レーザビームによる切断では、被加工物内部の温度、すなわち切断温度を高温にしなければならない。例えば、切断対象となる被加工物がＦｅ（鉄）の場合、切断温度は、１２００℃〜１７００℃前後としなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９６２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ファイバーレーザ等に用いられるＹＡＧ系レーザでは、従来から用いられているＣＯ２レーザに比較して切断時の温度が上昇しにくいことが指摘されている。
【０００７】
この理由は、以下のように考えられている。
ＹＡＧ系レーザとＣＯ２レーザとでは、ＹＡＧ系レーザの波長が１．０６〜１．０８μｍ、ＣＯ２レーザの波長が１０．６μｍというように波長の大きさが異なることによって、材料に対するレーザの吸収率（以下、「材料吸収率」という。）及びプラズマに対するレーザの吸収率（以下、「プラズマ吸収率」という。）が異なる。例えば、従来から知られている図４の実験例に示すように、鉄に対する材料吸収率は、ＣＯ２レーザでは０．０８であり、ＣＯ２レーザよりも波長の短いＹＡＧ系レーザでは０．３９である。
【０００８】
このように、ＹＡＧ系レーザでは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高いため、ＣＯ２レーザに比較して被加工物の溶融にレーザビームのパワーがより消費され、そのためレーザビームのパワーが被加工物の温度上昇に寄与しづらい。さらに、被加工物を切断する際には、被加工物である金属の一部が蒸発し、プラズマ化する。そして、切断される被加工物内部での温度上昇には、プラズマ温度が寄与するが、ＹＡＧ系レーザのプラズマ吸収率は、ＣＯ２レーザに比較して１００分の１程度である。そのため、ＹＡＧ系レーザは、切断する被加工物内部でのプラズマ温度を上昇させにくい。
【０００９】
また、ファイバーレーザを用いた場合は、レーザ発振器の個体差、ファイバーの経年的な劣化、ファイバーに対する力学的なストレス（応力）の蓄積及び偏在等によってクラッドとコアとの界面にストレスが生じ、屈折率が変化することによって、レーザビームの品質及び出力の低下が生じ、レーザ加工装置の切断性能が低下することがある。
【００１０】
この結果、ＣＯ２レーザよりも波長が短いレーザビームを用いたレーザ加工装置は、厚みを有する被加工物を切断する場合、被加工物内部の温度を切断に必要な温度まで上昇させることができず、被加工物を切断することができない場合があるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工装置は、第１レーザビームビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備え、前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射する。
【００１３】
本発明によれば、第１照射手段によって第１レーザビームが集束されて被加工物に照射され、第２照射手段によって前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームが集束されて被加工物に照射される。そして、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第２レーザビームが照射される。
【００１４】
各種レーザは、波長が短いレーザほど材料吸収率が高く、プラズマ吸収率が低いという傾向があるため、波長が短いレーザ（例えば、ＹＡＧ系レーザ）で被加工物を切断する場合に、被加工物の内部を、アシストガスで吹き飛ばせるほど低い粘性を溶融金属が有するほどの高温にすることができなかった。
そこで、本発明は、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となるので、本発明は、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１５】
さらに、上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を加工するための第１レーザビームを出射する第１出射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長く、前記被加工物を加工するための第２レーザビームを出射する第２出射手段と、前記第１出射手段から出射された前記第１レーザビームにより加工されている前記被加工物の領域に対して、前記第２出射手段から出射された前記第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームを集束させる集束手段と、を備える。
【００１６】
本発明によれば、第１出射手段によって被加工物を加工するための第１レーザビームが出射され、第２出射手段によって第１レーザビームよりも波長が長く、被加工物を加工するための第２レーザビームが出射される。そして、集束手段によって、第１出射手段から出射された第１レーザビームにより加工されている被加工物の領域に対して、第２出射手段から出射された第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームが集束される。
本発明は、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となる。そして、本発明は、第１レーザビーム及び第２レーザビームに対して共通の集束手段を有し、該集束手段によって上記領域に第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射させることができるため、簡易な構成で、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１７】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記集束手段が、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記被加工物に集束させる集束レンズであり、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームが、集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射されてもよい。
本発明によれば、第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射させることによって、被加工物の同じ領域に第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射させることができるため、簡易に厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１８】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをＹＡＧ系レーザとし、前記第２レーザビームをＣＯ２レーザとしてもよい。
本発明によれば、第１レーザビームをＹＡＧ系レーザとし、第２レーザビームをＣＯ２レーザとするので、簡易に厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００１９】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをファイバーレーザとしてもよい。
本発明によれば、ファイバーレーザは高品質で高出力のレーザであるため、厚みを有する被加工物を、より確実に切断することができる。
【００２０】
また、本発明のレーザ加工装置は、前記第１レーザビームをディスクレーザとしてもよい。
本発明によれば、ディスクレーザは高品質で高出力のレーザであるため、厚みを有する被加工物を、より確実に切断することができる。
【００２１】
一方、上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るレーザ加工方法は、第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備えたレーザ加工装置のレーザ加工方法であって、前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射する。
【００２２】
本発明によれば、第１レーザビームが照射されている被加工物の領域に第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを照射する。すなわち、第１レーザビームが被加工物を構成する金属を溶融させ、第１レーザビームよりもプラズマ吸収率の高い第２レーザビームが溶融金属の温度を上昇させる。この結果、溶融金属が高温となり、溶融金属をアシストガスで吹き飛ばせるほど溶融金属の粘性を下げることが可能となるので、本発明は、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、厚みを有する被加工物を波長が短いレーザを用いて切断することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ切断装置による被加工物の切断の状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図４】レーザの波長に応じた材料吸収率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０の構成を示す。なお、以下の説明において、レーザ加工装置１０を、被加工物１２を切断するレーザ切断装置として説明する。
【００２７】
レーザ加工装置１０は、第１レーザビームを集束させ被加工物１２に照射する第１照射部１４と、第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを被加工物１２に照射する第２照射部１６と、を備えている。
なお、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、第１レーザビームの一例としてＹＡＧ系レーザを用い、第２レーザビームの一例としてＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザを用いる。また、本第１実施形態に係る第１照射部１４は、光ファイバーを媒質に用いたファイバーレーザを用いる。
【００２８】
そして、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、テーブル１８に載置されている被加工物１２に連続的にＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを照射することで被加工物１２を切断する。なお、被加工物１２は、金属であり、本第１実施形態では被加工物１２を一例として鉄（Ｆｅ）とする。また、被加工物１２の厚みは、例えば１０〜数十ｍｍ（例えば５０ｍｍ）である。また、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、被加工物１２を切断する際に、アシストガスである酸素ガスを切断部分に吹きかけながら切断する。
【００２９】
また、第１照射部１４及び第２照射部１６は、３軸方向（ｘｙｚ軸）に移動できる不図示の３軸アームによって支持され、３軸アームが駆動することによって、被加工物１２の切断の進行方向が変化する。
【００３０】
ここで、ＹＡＧ系レーザのみを用いた従来のレーザ加工装置では、被加工物１２の厚みが厚い（例えば１０〜数十ｍｍ（例えば５０ｍｍ））場合、このような被加工物１２を切断できない場合があった。
【００３１】
この理由は、ＹＡＧ系レーザは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高く、プラズマ吸収率が低いためと考えられる。
より具体的に説明すると、ＹＡＧ系レーザは、ＣＯ２レーザに比較して材料吸収率が高いため、被加工物１２の溶融にレーザビームのパワーがより消費され、レーザビームのパワーが被加工物１２の温度上昇に寄与しづらい。さらに、被加工物１２が切断される際には、被加工物１２である金属の一部が蒸発し、プラズマ化する。そして、切断される被加工物１２内部での温度上昇には、プラズマ温度が寄与するが、ＹＡＧ系レーザのプラズマ吸収率は、ＣＯ２レーザに比較して低く、ＹＡＧ系レーザは、切断する被加工物１２内部でのプラズマ温度を上昇させにくいためであると考えられる。
【００３２】
この結果、被加工物１２を構成する金属及び酸化金属が溶融し溶融金属となり、被加工物１２内部で溶融池が発生しても、レーザビームは、溶融池の温度を十分に上昇させることができないため、溶融金属の粘性が下がらず、アシストガスは、溶融金属を被加工物１２内部から流し出すことができない。このため、従来のレーザ加工装置では、内部に溶融池が発生する厚みを有する被加工物１２を切断することができない場合があった。
【００３３】
一方、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、図２の縦断面図に示すように第１照射部１４で集束されたＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域Ａに、第２照射部１６で集束されたＣＯ２レーザを照射する。
これにより、材料吸収率の高いＹＡＧ系レーザが被加工物１２を構成する金属を溶融させ、ＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率の高いＣＯ２レーザが溶融金属の温度を上昇させる。すなわち、ＹＡＧ系レーザと共にＹＡＧ系レーザよりもプラズマ吸収率が高いＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射することによって、ＣＯ２レーザをプラズマ誘起レーザとして用い、プラズマ温度を上昇させる。
【００３４】
このように、レーザ加工装置１０は、ＣＯ２レーザをプラズマ誘起レーザとして用いることで、溶融金属からプラズマを誘発し、誘発されたプラズマからの電子によりさらにプラズマの発生量を増加させることができる。なお、本第１実施形態で用いられるＣＯ２レーザの出力は、例えば数Ｗ〜数十Ｗである。
【００３５】
この結果、溶融金属の温度上昇が促進され、溶融金属の粘性が上がり、アシストガスは、その圧力で溶融金属を被加工物１２外に吹き流すことができるので、レーザ加工装置１０は、厚みのある被加工物１２を切断することが可能となる。
【００３６】
なお、ＣＯ２レーザは、図２の縦断面図に示すように被加工物１２に対して斜めに入射されることによって、領域Ａに照射される。このため、図２の上面図に示すように、ＹＡＧ系レーザの径の幅がカーフ幅（切断幅）となるように、ＣＯ２レーザの径はＹＡＧ系レーザの径と同等又は短いことが好ましい。
【００３７】
また、被加工物１２の切断では、領域Ａの位置が被加工物１２の深さ方向に変化しながら切断が進行する。このため、ＣＯ２レーザの照射位置が領域Ａの深さ方向への変化に対応して変化するように、ＣＯ２レーザを深さ方向に走査することが望ましい。
具体的には、例えば、第２照射部１６自体を揺動させることでＣＯ２レーザを深さ方向に走査させてもよいし、第２照射部１６がポリゴンミラーレンズを備え、該ポリゴンミラーレンズを回転させることで走査ＣＯ２レーザを深さ方向に走査させてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本第１実施形態に係るレーザ加工装置１０は、第１照射部１４によって集束されたＹＡＧ系レーザを被加工物１２に照射し、第２照射部１６によって集束され、ＹＡＧ系レーザよりも波長が長いＣＯ２レーザをＹＡＧ系レーザが照射されている被加工物１２の領域Ａに照射するので、厚みを有する被加工物１２を、波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図３に、本第２実施形態に係るレーザ加工装置５０の構成を示す。なお、図３における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
レーザ加工装置５０は、筐筒５２の上部に、第１レーザビームとしてＹＡＧ系レーザを出射する第１レーザ出射部５４及び第２レーザビームとしてＣＯ２レーザを出射する第２レーザ出射部５６を備える。また、筐筒５２は、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２を有している。さらに、筐筒５２は、３軸方向（ｘｙｚ軸）に移動できる不図示の３軸アームによって支持され、３軸アームが駆動することによって、被加工物１２の切断の進行方向が変化する。
【００４１】
なお、第１レーザ出射部５４からは、不図示のレーザ発振器から生成されたＹＡＧ系レーザが、第１レーザ出射部５４まで光ファイバー６４によって伝送されたファイバーレーザとして出射される。
【００４２】
第１コリメート光学系５８は、コリメートレンズ６６を備えており、第１レーザ出射部５４から出射された所定の拡がり（開口数ＮＡ＝ｓｉｎθ）を有するＹＡＧ系レーザを平行光にする。
【００４３】
第２コリメート光学系６０は、コリメートレンズ６８を備えており、第２レーザ出射部５６から出射された所定の拡がり（開口数ＮＡ＝ｓｉｎθ）を有するＣＯ２レーザを平行光にする。
【００４４】
集光光学系６２は、集束レンズ７０を備えており、第１コリメート光学系５８によって平行光とされたＹＡＧ系レーザ、及び第２コリメート光学系６０によって平行光とされたＣＯ２レーザを集束させ、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射させる。
具体的には、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザは、集束レンズ７０の中心軸線７２から等距離の位置（本第２実施形態では、中心軸線７２を中心とした左右対称の位置）に入射される。これによって、集束レンズ７０で集束されたＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザは、同じ位置に焦点を結ぶ。すなわち、集束レンズ７０によって、同時にＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを被加工物１２の領域Ａに照射させることができる。このように、レーザ加工装置５０は、ＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザに対して共通の集束レンズ７０を有し、集束レンズ７０によって上記領域ＡにＹＡＧ系レーザ及びＣＯ２レーザを照射させることができるため、簡易な構成で、厚みを有する被加工物３０を波長が短いレーザを用いて切断することができる。
【００４５】
なお、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２は、例えば、石英ガラスで形成されている。また、第１コリメート光学系５８、第２コリメート光学系６０、及び集光光学系６２は、各々一つのレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
【００４６】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４７】
例えば、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０を、被加工物１２を切断するレーザ切断装置として用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、レーザ加工装置１０，５０を複数の被加工物を溶接するレーザ溶接装置として用いる形態としてもよい。
【００４８】
また、上記各実施形態では、アシストガスとして酸素ガスを用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、アシストガスとして窒素ガスやアルゴンガス等、他のガスを用いる形態としてもよい。
【００４９】
また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第１レーザビームとしてＹＡＧ系レーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、第２レーザビームよりも波長の短いレーザであれば他のレーザを用いる形態としてもよい。また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第２レーザビームとしてＣＯ２レーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、第１レーザビームよりも波長の長いレーザであれば他のレーザを用いる形態としてもよい。
【００５０】
また、上記各実施形態では、レーザ加工装置１０，５０の第１レーザビームとしてファイバーレーザを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ディスクレーザ（波長１．０５〜１．０９μｍ）を用いる形態としてもよい。
【００５１】
また、上記各実施形態では、３軸アームによって被加工物１２の切断の進行方向を変化させる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、縦（ｘ）及び横（ｙ）に移動する２軸アームに支持される形態としてもよい。さらに、３軸アームを用いずに、被加工物１２を載置したテーブル１８を３軸方向に移動可能とし、テーブル１８を移動させることによって、被加工物１２の切断の進行方向を変化させる形態としてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ レーザ加工装置
１２ 被加工物
１４ 第１照射部
１６ 第２照射部
５４ 第１ビーム出射部
５６ 第２ビーム出射部
７０ 集光レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、
を備え、
前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射するレーザ加工装置。
【請求項２】
被加工物を加工するための第１レーザビームを出射する第１出射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長く、前記被加工物を加工するための第２レーザビームを出射する第２出射手段と、
前記第１出射手段から出射された前記第１レーザビームにより加工されている前記被加工物の領域に対して、前記第２出射手段から出射された前記第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームを集束させる集束手段と、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項３】
前記集束手段は、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記被加工物に集束させる集束レンズであり、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームは、集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射される請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１レーザビームは、ＹＡＧ系レーザであり、
前記第２レーザビームは、ＣＯ２レーザである請求項１から請求項３の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記第１レーザビームは、ファイバーレーザである請求項１から請求項４の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記第１レーザビームは、ディスクレーザである請求項１から請求項４の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備えたレーザ加工装置のレーザ加工方法であって、
前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射するレーザ加工方法。
【請求項１】
第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、
を備え、
前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射するレーザ加工装置。
【請求項２】
被加工物を加工するための第１レーザビームを出射する第１出射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長く、前記被加工物を加工するための第２レーザビームを出射する第２出射手段と、
前記第１出射手段から出射された前記第１レーザビームにより加工されている前記被加工物の領域に対して、前記第２出射手段から出射された前記第２レーザビームが照射されるように、該第１レーザビーム及び該第２レーザビームを集束させる集束手段と、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項３】
前記集束手段は、前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記被加工物に集束させる集束レンズであり、
前記第１レーザビーム及び前記第２レーザビームは、集束レンズの中心軸線から等距離の位置に入射される請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１レーザビームは、ＹＡＧ系レーザであり、
前記第２レーザビームは、ＣＯ２レーザである請求項１から請求項３の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記第１レーザビームは、ファイバーレーザである請求項１から請求項４の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記第１レーザビームは、ディスクレーザである請求項１から請求項４の何れか１項記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
第１レーザビームを集束させて被加工物に照射する第１照射手段と、
前記第１レーザビームよりも波長が長い第２レーザビームを集束させて前記被加工物に照射する第２照射手段と、を備えたレーザ加工装置のレーザ加工方法であって、
前記第１照射手段で集束された前記第１レーザビームが照射されている前記被加工物の領域に、前記第２照射手段で集束された前記第２レーザビームを照射するレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−８６２２８（Ｐ２０１２−８６２２８Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２６７４（Ｐ２０１０−２３２６７４）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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