(57)【要約】【課題】下穴内壁の仕上げ加工精度を高めつつ、仕上げ加工をより短時間に行う。【解決手段】ワーク２３に下穴２３Ｌを開けた後、この下穴２３Ｌの内壁（凝固部２３ｋ）にピコ秒レーザ光１７を照射して内壁を平滑に仕上げ加工する。ピコ秒レーザ光１７では、従来のような放電加工で仕上げ加工するのに比べてエネルギー密度を大きくすることが可能であり、ピコ秒レーザ光１７がワーク２３に照射された時にはワーク２３の照射部分の温度が瞬時に高温になり、仕上げ加工をより短時間で行える。また、ピコ秒レーザ光１７のパルス幅Ｔ４が非常に小さい、即ち、ピコ秒レーザ光１７の照射時間が非常に短いため、ピコ秒レーザ光１７の照射部分に近い部分の温度が上昇しにくく、熱影響部が生じにくいから、下穴２３Ｌの内壁の仕上げ精度が向上し、下穴内壁がより平滑になる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材に下穴を開けた後、この下穴の内壁にピコ秒レーザ光を照射して前記内壁を平滑に仕上げ加工することを特徴とする仕上げ加工方法。
【請求項２】
前記ピコ秒レーザ光を前記下穴の内径よりも小さく集光させ、前記下穴の内壁を蒸発除去加工することを特徴とする請求項１記載の仕上げ加工方法。
【請求項３】
前記ピコ秒レーザ光を前記部材と相対的に旋回させながら照射することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の仕上げ加工方法。
【請求項４】
前記ピコ秒レーザ光を前記内壁に照射したときに内壁が溶融し蒸発して発生する蒸気を蒸気除去装置で吸引又は圧送することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の仕上げ加工方法。
【請求項５】
前記ピコ秒レーザ光を発振するレーザ発振器のピーク出力は、３００ｋＷ〜１ＭＷであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の仕上げ加工方法。
【請求項６】
前記ピコ秒レーザ光のパルス繰返し周期のうちの非照射時間は、前記パルス繰返し周期のうちのパルス幅の５００倍以上であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の仕上げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕上げ加工方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の仕上げ加工方法として、レーザー光線によってワークに過小穴を開けた後、この過小穴を放電加工で仕上げ加工することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２６２３２９６号公報
【０００３】
特許文献１の第４Ａ図及び第４Ｂ図を以下の図４（ａ），（ｂ）で説明する。なお、符号は振り直した。
図４（ａ），（ｂ）は従来の仕上げ加工方法を示す作用図である。
（ａ）はレーザーヘッド１０１から発射されたレーザー光線１０２でノズル部品１０３に過小穴１０４を開けた状態を示す。
【０００４】
（ｂ）は過小穴１０４に放電加工用のワイヤ電極１０６を挿入しながら過小穴１０４の壁１０７を仕上げ加工することを示す。放電加工であるから、壁１０７の仕上げ精度は高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した過小穴１０４の壁１０７の仕上げ加工を更に短時間に行い、生産性を向上させるためには、高い仕上げ精度を確保しつつ放電加工よりも更に高速な加工方法が望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、下穴内壁の仕上げ加工精度を高めつつ、仕上げ加工をより短時間に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、部材に下穴を開けた後、この下穴の内壁にピコ秒レーザ光を照射して内壁を平滑に仕上げ加工することを特徴とする。
作用として、部材に予め下穴を開け、次に、下穴の内壁にピコ秒レーザ光を照射する。
ピコ秒レーザ光では、従来のような放電加工で仕上げ加工するのに比べてエネルギー密度を大きくすることが可能であり、ピコ秒レーザ光が部材に照射された時には部材の照射部分の温度が瞬時に高温になり、仕上げ加工をより短時間で行える。
【０００８】
また、ピコ秒レーザ光のパルス幅が非常に小さい、即ち、ピコ秒レーザ光の照射時間が非常に短いため、ピコ秒レーザ光の照射部分に近い部分の温度が上昇しにくく、熱影響部が生じにくいから、下穴内壁の仕上げ精度が向上し、下穴内壁がより平滑になる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ピコ秒レーザ光を下穴の内径よりも小さく集光させ、下穴の内壁を蒸発除去加工することを特徴とする。
作用として、ピコ秒レーザ光を下穴の内径よりも小さく集光させ、下穴の内壁に照射して内壁を溶融、そして蒸発させる蒸発除去加工で徐々に除去すれば、下穴内壁の仕上げ精度が向上する。更に、ピコ秒レーザ光による熱影響部が生じにくいことからも、下穴内壁の仕上げ精度がより一層向上し、下穴内壁がより平滑になる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、ピコ秒レーザ光を部材と相対的に旋回させながら照射することを特徴とする。
作用として、ピコ秒レーザ光が下穴内壁の各部に均等に照射され、内壁の仕上げ精度がより向上する。また、ピコ秒レーザ光が下穴に局部的に照射されることがないため、熱影響部がより一層生じにくい。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ピコ秒レーザ光を内壁に照射したときに内壁が溶融し蒸発して発生する蒸気を蒸気除去装置で吸引又は圧送することを特徴とする。
作用として、発生した蒸気が蒸気除去装置で吸引又は圧送されるため、蒸気によってピコ秒レーザ光が遮られることがない。
【００１２】
請求項５に係る発明は、ピコ秒レーザ光を発振するレーザ発振器のピーク出力は、３００ｋＷ〜１ＭＷであることを特徴とする。
作用として、レーザ発振器のピーク出力が３００ｋＷ未満では、例えば、部材を金属とした場合には、金属蒸発が発生しにくくなり、蒸発除去加工に多くの時間を要する。
レーザ発振器のピーク出力が１ＭＷを超えると、下穴の内壁に熱影響部が生じやすくなる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、ピコ秒レーザ光のパルス繰返し周期のうちの非照射時間を、パルス繰返し周期のうちのパルス幅の５００倍以上としたことを特徴とする。
作用として、ピコ秒レーザ光のパルス繰返し周期のうちの非照射時間が、パルス繰返し周期のうちのパルス幅の５００倍未満であると、部材への入熱量が大きくなり、下穴内壁で熱影響部が生じやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、部材に下穴を開けた後、この下穴の内壁にピコ秒レーザ光を照射して内壁を平滑に仕上げ加工するので、下穴内壁に熱影響部が生じにくくなり、下穴内壁を精度良く平滑に仕上げることができるとともに、ピコ秒レーザ光の高エネルギー密度によって下穴内壁をより短時間に仕上げることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、ピコ秒レーザ光を下穴の内径よりも小さく集光させ、下穴の内壁を蒸発除去加工するので、下穴の内壁の小さな範囲を徐々に蒸発除去加工することができ、下穴の内壁をより精度よく平滑に加工することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、ピコ秒レーザ光を部材と相対的に旋回させながら照射するので、ピコ秒レーザ光を下穴の内壁の各部により均等に照射することができ、下穴の内壁をより平滑に仕上げることができる。また、下穴に局部的に照射されることがないため、熱影響部をより一層生じにくくすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明では、ピコ秒レーザ光を内壁に照射したときに内壁が溶融し蒸発して発生する蒸気を蒸気除去装置で吸引又は圧送するので、蒸気によってピコ秒レーザ光が遮られることがなく、良好に仕上げ加工することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、ピコ秒レーザ光を発振するレーザ発振器のピーク出力を、３００ｋＷ〜１ＭＷとしたので、下穴内壁の蒸発除去加工を短時間で行うことができるとともに下穴内壁に熱影響部を生じにくくすることができる。
【００１９】
請求項６に係る発明では、ピコ秒レーザ光のパルス繰返し周期のうちの非照射時間を、パルス繰返し周期のうちのパルス幅の５００倍以上としたので、ピコ秒レーザ光の非照射時間を大きくすることで、下穴内壁に熱影響部を生じにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るレーザ加工装置の説明図であり、レーザ加工装置１０は、ナノ秒レーザ光１１を発振するナノ秒レーザ発振器１２と、ピコ秒レーザ光１３を発振する超短パルスレーザ発振器１４と、この超短パルスレーザ発振器１４から発振されたピコ秒レーザ光１３を増幅する増幅器１６と、この増幅器１６から出力されたピコ秒レーザ光１７を反射させるミラー１８と、ピコ秒レーザ光１７を透過させるとともにナノ秒レーザ発振器１２で発振されたナノ秒レーザ光１１を反射させるミラー２１と、これらのナノ秒レーザ光１１又はピコ秒レーザ光１７の集光位置を変化させるビームローテータ２２と、ナノ秒レーザ光１１又はピコ秒レーザ光１７をワーク２３（例えば、鋼材）に集光させる集光レンズ２４と、ワーク２３を載せるテーブル２６と、ワーク２３にナノ秒レーザ光１１又はピコ秒レーザ光１７を照射したときにワーク２３から発生する蒸気を吸引する吸引装置２７と、ナノ秒レーザ発振器１２、超短パルスレーザ発振器１４、ビームローテータ２２の作動及びテーブル２６の水平移動を制御する制御装置２８とからなる。なお、３１は吸引装置２７に備える吸引ダクトである。
【００２１】
ナノ秒レーザ光１１は、ナノ秒レーザ発振器１２でパルス発振により生成されたパルスレーザ光であり、そのパルス幅がナノ秒のオーダー、即ち１０−９秒のオーダーのものである。
ナノ秒レーザ発振器１２は、レーザ媒質（即ち、発光物質）としてＹＡＧ等を用いたものである。
【００２２】
ピコ秒レーザ光１３は、超短パルスレーザ発振器１４でパルス発振により生成されたパルスレーザ光であり、そのパルス幅がピコ秒のオーダー、即ち１０−１２秒のオーダーのものである。
【００２３】
超短パルスレーザ発振器１４は、レーザ媒質としてイットリビウム（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）を用いたものであり、例えば、パルス繰返し周波数が５００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚのシード光（種光）用レーザを発振することができるシード光用レーザ発振器である。このようなシード光用レーザ発振器は市販されているため、安価に入手することができる。
【００２４】
まず、以上に述べたナノ秒レーザ光１１によってワーク２３に下穴を開ける下穴加工工程を次に説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るレーザ加工装置による下穴加工工程を示す作用図である。
（ａ）において、ワーク２３の上面２３ａに集光レンズの焦点が一致するように調整してワーク２３の上面２３ａにナノ秒レーザ光１１を照射する。なお、Ｄ０は焦点におけるナノ秒レーザ光１１の集光径（即ち、スポット径）であり、例えば、集光径Ｄ０＝約１００μｍである。
これにより、ワーク２３の上面２３ａは融点に達して溶融し始める。２３ｂは溶融部である。
【００２５】
ナノ秒レーザ光１１は、その横断面形状が円形でない場合には、その光軸を回転させることで横断面を円形にすることがある。しかし、光軸を回転させると、回転させる装置の精度によりナノ秒レーザ光のワークへの照射部分が広がり、加工径が大きくなる。
【００２６】
本実施形態では、ナノ秒レーザ光１１の光軸を回転させないので、照射範囲を小さくすることができる。ただし、ワーク２３への照射部分は円形でなくなる場合があるので、後工程である仕上げ加工工程で仕上げ加工と共に円形となるように加工する。従って、特別に円形に加工する工程は設けていない。
【００２７】
（ｂ）において、ナノ秒レーザ光１１が照射されたワーク２３には（ａ）のときよりも大きな溶融部２３ｄが出来る。
溶融部２３ｄの中央部は、周囲よりも温度が高いために、沸点に達して蒸気２３ｅが盛んに発生するため、蒸気２３ｅの圧力で外側に押し退けられる。この蒸気２３ｅがナノ秒レーザ光１１を遮ると、ワーク２３の穴開けに支障をきたすので、吸引装置の吸引ダクト３１から吸引する。
【００２８】
（ｃ）は、ナノ秒レーザ光が照射されない非照射時間での状態を示す。（ｂ）に示した溶融部２３ｄの母材に近い部分は凝固して凝固部２３ｆとなり、この凝固部２３ｆの内側に未凝固状態にある溶融部２３ｇが残る。
以降は、（ｂ）及び（ｃ）と同様な照射と非照射とを繰り返す。
【００２９】
（ｄ）は、ワーク２３の上面２３ａから下面２３ｊに貫通する下穴２３Ｌが開けられた状態を示す。２３ｋは加工中に一旦溶融し、そして凝固して下穴２３Ｌの表層に出来た筒状の凝固部、２３ｍは凝固部２３ｋの周囲に出来た熱影響部（複数の点で示される層状の部分）、３３は下穴２３Ｌの内面である。
【００３０】
熱影響部２３ｍは、凝固部２３ｋと、ワーク２３の熱影響を受けていない部分（即ち、母材原質域）との間の部分で、母材に対して組織が変化している部分である。
ここで、下穴２３Ｌの内径（即ち、凝固部２３ｋの内径）をＤ１、凝固部２３ｋの外径をＤ２、熱影響部２３ｍの外径をＤ３、下穴２３Ｌの穴深さ（ここでは、ワーク２３の厚さに一致する。）をｄｅとする。下穴２３Ｌの穴深さｄｅは、例えば、小さくとも１ｍｍである。
上記した凝固部２３ｋの層厚さ（Ｄ２−Ｄ１）／２は、下穴２３Ｌの内径Ｄ１の１０〜４０％である。
【００３１】
（ｅ）は、（ａ）〜（ｃ）に示したナノ秒レーザ光の発振器であるナノ秒レーザ発振器１２（図１参照）の出力と時間との関係を示すグラフであり、縦軸は出力、横軸は時間を表す。
ナノ秒レーザ発振器の出力はゼロからピーク出力Ｐ１までパルス状に変化する。図中のＴ１はパルス幅、即ちナノ秒レーザ光の照射時間（即ち、パルス幅Ｔ１は１０−９秒のオーダーである。）、Ｔ２はナノ秒レーザ光の非照射時間、Ｔ０はパルス繰返し周期である。このパルス繰返し周期Ｔ０から求められるパルス繰返し周波数（発振周波数）は、例えば、１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚである。
【００３２】
このように、パルスレーザ光であるナノ秒レーザ光をワークにパルス繰返し周期Ｔ０毎に照射時間Ｔ１だけ照射することで、段階的に母材を溶融・蒸発させて下穴加工することができる。
【００３３】
ナノ秒レーザ光では、照射時間がピコ秒レーザ光に比べて長いため、パルスエネルギーを大きくすることができ、蒸発除去加工量を多くすることができて、下穴をより高速で開けることができる。
【００３４】
次に、以上に述べたピコ秒レーザ光１７によってワーク２３の下穴２３Ｌの内壁を仕上げる仕上げ加工工程を説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るレーザ加工装置による下穴の仕上げ加工工程を示す作用図である。
（ａ）において、前工程である下穴加工工程では、下穴２３Ｌの表層に精度を低下させる凝固部２３ｋが残っているので、この凝固部２３ｋ（あるいは凝固部２３ｋとこの周囲の熱影響部２３ｍ）をピコ秒レーザ光１７で除去する。本実施形態では下穴２３Ｌに出来ている凝固部２３ｋを厚さを有する内壁とし、この内壁にピコ秒レーザ光１７を照射して除去し、内面の精度が高い平滑な穴を形成する。
【００３５】
まず、ワーク２３の凝固部２３ｋの上端面に集光レンズの焦点が一致するように調整して、ビームローテータによってピコ秒レーザ光１７が筒状の凝固部２３ｋの端面に常に照射されるように渦巻き状に照射される位置を変更する。（凝固部２３ｋと熱影響部２３ｍとを除去する場合は、凝固部２３ｋと熱影響部２３ｍとの両端面にピコ秒レーザ光１７を照射する。）
これにより、ワーク２３の凝固部２３ｋは渦巻き状に除去される。
【００３６】
（ｂ）は凝固部２３ｋの除去の途中の状態を示す。ピコ秒レーザ光１７を照射中は、凝固部２３ｋが沸点に達して蒸気２３ｐが発生するため、この蒸気２３ｐを吸引装置の吸引ダクト３１（吸引ダクト３１は吸引ダクト３１ａ，３１ｂからなる。）で吸引し、蒸気２３ｐによって仕上げ加工が阻害されるのを防止する。
【００３７】
仕上げ加工が進むにつれて、ピコ秒レーザ１７の入光側とは反対側の吸引ダクト３１ｂで吸引する方がよい。レーザ光を遮ることなく加工することができるからである。例えば、入光側から焦点位置までの距離に比して、吸引ダクト３１ｂの負圧を上げるように図示しない制御手段で制御してもよいし、また、吸引ダクト３１ａを利用して、吸引ダクト３１ａから気体を噴出させて気流を作り、入光側とは反対側から吸引ダクト３１ｂで気体と共に蒸気２３ｐを吸引してもよい。
【００３８】
凝固部２３ｋの除去は、引き続きワーク２３の下面まで行う。なお、３５は下穴２３Ｌの仕上げ加工が完了した仕上げ完了穴であり、仕上げ完了穴３５の内面３６は精度良く平滑に仕上げられている。
【００３９】
ピコ秒レーザ１７による蒸発除去加工中は、後述するように加工部分に近い部分、即ち、仕上げ完了穴３５に熱影響部が生じにくい。仕上げ完了穴３５の内壁３６はもともと熱影響部２３ｍであるが、この熱影響部２３ｍの熱影響度合がピコ秒レーザ１７による加工を行っても更に大きくなりにくい。
凝固部２３ｋと熱影響部２３ｍとの両方をピコ秒レーザ１７で蒸発除去加工した場合には、熱影響部２３ｍに隣接していた母材には熱影響部が生じにくい。
【００４０】
（ｃ）は凝固部２３ｋの平面図であり、この凝固部２３ｋに集光径Ｄ４のピコ秒レーザ光１７を矢印の向きに回転させながら照射する状態を示す。ピコ秒レーザ光１７の集光径Ｄ４は、例えば、５μｍである。
【００４１】
（ｄ）は、（ａ），（ｂ）に示したピコ秒レーザ光の発振器である超短パルスレーザ発振器１４（図１参照）の出力と時間との関係を示すグラフであり、縦軸は出力、横軸は時間を表す。
超短パルスレーザ発振器の出力はゼロからピーク出力Ｐ２までパルス状に変化する。図中のＴ４はパルス幅、即ちピコ秒レーザ光の照射時間（即ち、パルス幅Ｔ４は１０−１２秒のオーダーである。）、Ｔ５はピコ秒レーザ光の非照射時間、Ｔ３はパルス繰返し周期である。
【００４２】
上記の非照射時間Ｔ５は、例えば、パルス幅Ｔ４の５００倍以上の時間である。
パルス繰返し周期Ｔ３から求められるパルス繰返し周波数（発振周波数）は、例えば、１００ｋＨｚ〜１．１ＭＨｚである。
【００４３】
このように、エネルギー密度を高くすることが可能なピコ秒レーザ光をワークにパルス繰返し周期Ｔ３毎に照射時間Ｔ４だけ照射することで、段階的に瞬時に母材を溶融・蒸発させて下穴２３Ｌの凝固部２３ｋを削除して高速で仕上げ加工することができる。
【００４４】
また、ピコ秒レーザ光で仕上げ加工を行う場合には、パルス繰返し周期Ｔ３に非照射時間Ｔ５を有するから、この非照射時間Ｔ５でワークへの入熱をコントロールすることができ、連続発振によるレーザ光に比べて、ワークの照射箇所近傍での温度上昇を抑えることができ、熱影響部を生じにくくすることができる。
【００４５】
以上の図３（ａ）〜（ｄ）に示したように、本発明は第１に、部材としてのワーク２３に下穴２３Ｌを開けた後、この下穴２３Ｌの内壁（凝固部２３ｋ）にピコ秒レーザ光１７を照射して内壁を平滑に仕上げ加工することを特徴とする。
【００４６】
ピコ秒レーザ光１７では、従来のような放電加工で仕上げ加工するのに比べてエネルギー密度を大きくすることができ、ピコ秒レーザ光１７がワーク２３に照射された時にはワーク２３の照射部分の温度が瞬時に高温になり、仕上げ加工をより短時間で行うことができる。
【００４７】
また、ピコ秒レーザ光１７のパルス幅Ｔ４が非常に小さいため、ピコ秒レーザ光１７の照射部分に近い部分の温度が上昇しにくく、熱影響部が生じにくいから、下穴２３Ｌの内壁の仕上げ精度が向上し、下穴２３Ｌの内壁をより平滑にすることができる。
【００４８】
本発明は第２に、ピコ秒レーザ光１７を下穴２３Ｌの内径Ｄ１（図２（ｄ）参照）よりも小さく集光させ、下穴２３Ｌの内壁を蒸発除去加工することを特徴とする。
ピコ秒レーザ光１７を下穴２３Ｌの内径Ｄ１よりも小さく集光させ、下穴２３Ｌの内壁に照射して内壁を溶融、そして蒸発させる蒸発除去加工で小さな範囲を徐々に除去すれば、下穴２３Ｌの内壁の仕上げ精度を向上させることができる。
更に、ピコ秒レーザ光１７による熱影響部が生じにくいことからも、下穴２３Ｌの内壁の仕上げ精度がより一層向上し、下穴２３Ｌの内壁をより平滑にすることができる。
【００４９】
本発明は第３に、ピコ秒レーザ光１７をワーク２３と相対的に旋回させながら照射することを特徴とする。
これにより、ピコ秒レーザ光１７を下穴２３Ｌの内壁の各部により均等に照射することができ、下穴２３Ｌの内壁をより平滑に仕上げることができる。また、下穴２３Ｌの内壁に局部的に照射されることがないため、熱影響部をより一層生じにくくすることができる。
【００５０】
本発明は第４に、ピコ秒レーザ光１７を内壁に照射したときに内壁が溶融し蒸発して発生する蒸気２３ｅを蒸気除去装置としての吸引装置２７で吸引することを特徴とする。
これにより、蒸気２３ｅによってピコ秒レーザ光１７が遮られることがなく、良好に仕上げ加工することができる。
【００５１】
本発明は第５に、ピコ秒レーザ光１７を発振する超短パルスレーザ発振器１４（図１参照）のピーク出力は、３００ｋＷ〜１ＭＷであることを特徴とする。
超短パルスレーザ発振器１４のピーク出力が３００ｋＷ未満では、例えば、ワーク２３を金属とした場合には、金属蒸発が発生しにくくなり、蒸発除去加工に多くの時間を要する。
超短パルスレーザ発振器１４のピーク出力が１ＭＷを超えると、下穴２３Ｌの内壁に熱影響部が生じやすくなる。
【００５２】
従って、本発明では、超短パルスレーザ発振器１４のピーク出力を、３００ｋＷ〜１ＭＷとしたので、下穴２３Ｌの内壁の蒸発除去加工を短時間で行うことができるとともに下穴２３Ｌの内壁に熱影響部を生じにくくすることができる。
【００５３】
本発明は第６に、ピコ秒レーザ光１７のパルス繰返し周期Ｔ３のうちの非照射時間Ｔ５を、パルス繰返し周期Ｔ３のうちのパルス幅Ｔ４の５００倍以上としたことを特徴とする。
【００５４】
ピコ秒レーザ光１７のパルス繰返し周期Ｔ３のうちの非照射時間Ｔ５が、パルス繰返し周期Ｔ３のうちのパルス幅Ｔ４の５００倍未満であると、ワーク２３への入熱量が大きくなり、下穴２３Ｌの内壁で熱影響部が生じやすくなる。
【００５５】
従って、本発明では、ピコ秒レーザ光１７の非照射時間Ｔ５をパルス幅Ｔ４の５００倍以上としたので、ピコ秒レーザ光１７の非照射時間Ｔ５を大きくすることができ、下穴２３Ｌの内壁に熱影響部を生じにくくすることができる。
【００５６】
尚、本実施形態では、図２に示したように、ナノ秒レーザ光１１でワーク２３の下穴２３Ｌを開けたが、これに限らず、切削加工、塑性加工等のレーザ加工以外の加工で穴２３Ｌを開けてもよい。
【００５７】
本実施形態では、図１に示したように、蒸気除去装置として吸引装置２７を用いたが、これに限らず、蒸気除去装置として、蒸気に圧縮空気を吹き付けて蒸気を圧送することで蒸気がピコ秒レーザ光を遮るのを防止する圧送装置を用いてもよい。
【００５８】
また、蒸気除去装置として、蒸気に液体窒素を吹き付けて蒸気を圧送してもよい。蒸気が急冷されて固化するので、部材に溶着してバリのように発生することを防止することができる。
【００５９】
更に、図示しない圧送装置の制御装置で、圧送流量を下げる方向に制御し、金属蒸気を多く残るようにさせてレーザ光を遮って、レーザ光から部材への入熱量をコントロールするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の仕上げ加工方法は、部材の穴の仕上げに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るレーザ加工装置の説明図である。
【図２】本発明に係るレーザ加工装置による下穴加工工程を示す作用図である。
【図３】本発明に係るレーザ加工装置による下穴の仕上げ加工工程を示す作用図である。
【図４】従来の仕上げ加工方法を示す作用図である。
【符号の説明】
【００６２】
１４…レーザ発振器（超短パルスレーザ発振器）、１７…ピコ秒レーザ光、２２…ビームローテータ、２３…部材（ワーク）、２３ｐ…蒸気、２３ｋ…内壁（凝固部）、２３Ｌ…下穴、２７…蒸気除去装置（吸引装置）、Ｄ１…下穴の内径（凝固部の内径）、Ｔ３…ピコ秒レーザ光のパルス繰返し周期、Ｔ４…ピコ秒レーザ光のパルス幅、Ｔ５…ピコ秒レーザ光の非照射時間、Ｐ２…レーザ発振器の出力（超短パルスレーザ発振器のピーク出力）。
【図１】
2008055478.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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