(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維複合材料の加工方法であって、
板状の炭素繊維複合材料の一方の表面にレーザ光を照射する工程と、
前記炭素繊維複合材料の前記レーザ光を照射している表面とは反対側の表面である裏面を冷却する工程と、を含み、
前記裏面を冷却する工程は、冷却媒体を前記裏面に対して直接かつ略垂直に吹き付ける工程を含む
ことを特徴とする炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項２】
前記炭素繊維複合材料の表面において前記レーザ光を照射している部分に向かって、前記炭素繊維複合材料の表面に対して所定の角度だけ傾斜した方向から非酸化性ガスを吹き付ける工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項３】
前記非酸化性ガスは希ガス、窒素ガス、一酸化炭素ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項４】
前記冷却媒体は、乾燥空気、圧縮空気、窒素ガス、希ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含むガスである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項５】
前記冷却媒体は、ゲル状の流動体である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項６】
前記冷却媒体は、液体である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項７】
前記冷却媒体は、スラリーである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項８】
前記裏面を冷却する工程は、前記裏面を電子冷却素子で冷却する工程を含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭素繊維複合材料の加工方法。
【請求項９】
炭素繊維複合材料の加工装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源部と、
前記レーザ光が入力され、板状の炭素繊維複合材料の一方の表面に前記レーザ光を照射する照射部と、
前記炭素繊維複合材料の前記レーザ光を照射している表面とは反対側の表面である裏面を冷却する冷却機構と、を備え、
前記冷却機構は、冷却媒体を前記裏面に対して直接かつ略垂直に吹き付けるように構成されている
ことを特徴とする炭素繊維複合材料の加工装置。
【請求項１０】
前記炭素繊維複合材料の表面において前記レーザ光を照射している部分に向かって、前記炭素繊維複合材料の表面に対して所定の角度だけ傾斜した方向から非酸化性ガスを吹き付けるガス吹付機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項９に記載の炭素繊維複合材料の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維複合材料の加工方法および加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維複合材料、たとえば炭素繊維と樹脂との複合材料であるＣＦＲＰ（Carbon-Fiber-Reinforced  Plastic）は、その質量に対する強度が高いため、たとえば自動車の車両の部品（車体等）や航空機の部品（機体等）の構成材料としての利用が拡大している。ＣＦＲＰを車両部品や航空機部品の構成材料として利用することで、その部品に必要な強度を維持したまま車両や航空機を軽量化でき、これにより燃費の向上が期待される。
【０００３】
ここで、ＣＦＲＰを上記部品の構成材料として利用する場合、ＣＦＲＰを所望の形状に加工する必要があるが、実用上の観点から、高品質の加工を行うことが求められている。ＣＦＲＰの加工の方法の一つとして、レーザ光を用いたレーザ加工がある。レーザ加工は、加工対象にレーザ光を照射し、レーザ光のエネルギーにより加工対象を切断、穿孔など加工するものである。レーザ加工は、加工対象と非接触で加工が可能であり、加工形状の自由度が高い等の利点を有する。
【０００４】
特許文献１には、繊維強化プラスチックなどの加工材料をパルスレーザ光にてレーザ加工する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ＣＦＲＰをはじめとする炭素繊維複合材料を高品質で加工することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炭素繊維複合材料を高品質で加工することができる炭素繊維複合材料の加工方法および加工装置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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、板状の炭素繊維複合材料の一方の表面にレーザ光を照射する工程と、前記炭素繊維複合材料の前記レーザ光を照射している表面とは反対側の表面である裏面を冷却する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記炭素繊維複合材料の表面において前記レーザ光を照射している部分に向かって、前記炭素繊維複合材料の表面に対して所定の角度だけ傾斜した方向から非酸化性ガスを吹きつける工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記非酸化性ガスは希ガス、窒素ガス、一酸化炭素ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記裏面を冷却する工程は、前記裏面に向かって冷却媒体を吹きつける工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記冷却媒体は、乾燥空気、圧縮空気、窒素ガス、希ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含むガスであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記冷却媒体は、ゲル状の流動体であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記冷却媒体は、液体であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記冷却媒体は、スラリーであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工方法は、前記裏面を冷却する工程は、前記裏面を電子冷却素子で冷却する工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工装置は、レーザ光を出力するレーザ光源部と、前記レーザ光が入力され、板状の炭素繊維複合材料の一方の表面に前記レーザ光を照射する照射部と、前記炭素繊維複合材料の前記レーザ光を照射している表面とは反対側の表面である裏面を冷却する冷却機構と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の一態様に係る炭素繊維複合材料の加工装置は、前記炭素繊維複合材料の表面において前記レーザ光を照射している部分に向かって、前記炭素繊維複合材料の表面に対して所定の角度だけ傾斜した方向から非酸化性ガスを吹きつけるガス吹付機構をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、炭素繊維複合材料を高品質で加工することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係る加工装置の模式的な構成図である。
【図２】図２は、ガスノズルと、図１に示す加工装置を用いた切断方法と、を説明する模式図である。
【図３】図３は、図１に示す加工装置を用いた切断方法を説明する模式図である。
【図４】図４は、ＣＦＲＰの切断面を説明する模式図である。
【図５】図５は、表面からのガス吹き付け角度と加工速度との関係を示す図である。
【図６】図６は、Ｎ２ガス吹き付けによる裏面冷却を行った場合の切断面のＳＥＭ像を示す図である。
【図７】図７は、圧縮空気吹き付けによる裏面冷却を行った場合の切断面のＳＥＭ像を示す図である。
【図８】図８は、Ｎ２ガスまたは圧縮空気の噴射量と加工速度との関係を示す図である。
【図９】図９は、表面からのガス吹き付けおよび裏面冷却の効果を説明するＳＥＭ像を示す図である。
【図１０】図１０は、裏面をペルチェ素子で冷却する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図面を参照して本発明に係る炭素繊維複合材料の加工方法および加工装置の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。
【００２２】
(実施形態)
図１は、実施形態に係る加工装置の模式的な構成図である。加工装置１０は、レーザ光源部１と、反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、ガルバノスキャナ５と、ｆ−θレンズ６と、ステージ７と、複数のガスノズル８ａ、８ｂと、を備えている。なお、ステージ７は板状の炭素繊維複合材料であるＣＦＲＰ２０を載置している。
【００２３】
レーザ光源部１は、光ファイバレーザ装置を備えており、たとえば１．１μｍ帯の波長のパルスレーザ光ＰＬを出力する。パルスレーザ光ＰＬの特性は、たとえばパルス幅がサブナノ秒オーダー、繰り返し周波数がメガヘルツオーダー、光のパワーが１００Ｗ以上である。これらのパルスレーザ光ＰＬの特性は、加工対象であるＣＦＲＰ２０に応じて、ＣＦＲＰ２０を適切に加工できるように適宜設定される。
【００２４】
反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、レーザ光源部１から出力されたパルスレーザ光ＰＬを反射し、ガルバノスキャナ５に導くように配置されている。
【００２５】
照射部としてのガルバノスキャナ５は、電動モータにより回転駆動される２枚の回転ミラーを備えている。ガルバノスキャナ５は、入力されたパルスレーザ光ＰＬを、２枚の回転ミラーにより反射して、ステージ７に載置されたＣＦＲＰ２０の表面の任意の位置に照射することができるように構成されている。ｆ−θレンズ６は、ガルバノスキャナ５により反射されたパルスレーザ光ＰＬをＣＦＲＰ２０に集光させる。
【００２６】
本実施形態では、図２に示すように、ステージ７（図２では説明のために破線で示している）に載置されたＣＦＲＰ２０は、加工装置１０によって、加工予定線としての、直線状の切断予定線ＣＬに沿って切断加工されるものとする。切断予定線ＣＬは、パルスレーザ光ＰＬが照射され、ＣＦＲＰ２０が切断される位置を示す線である。
【００２７】
図２により複数のガスノズル８ａ、８ｂについて説明する。複数のガスノズル８ａはガス吹付機構を構成する。
複数のガスノズル８ａは、８つのガスノズルで構成されており、これらのガスノズルは、ＣＦＲＰ２０の一方の表面２１側に、切断予定線ＣＬに沿って直列に配置されている。より具体的には、各ガスノズルは、表面２１に対して所定の角度θだけ傾斜して配置されており、かつ各ガスノズルの先端は、切断予定線ＣＬに向けられている。各ガスノズルには、ガス供給装置から非酸化性ガスである窒素（Ｎ２）ガスが供給される。
【００２８】
複数のガスノズル８ｂは冷却機構を構成する。複数のガスノズル８ｂは、８つのガスノズルで構成されており、これらのガスノズルは、ＣＦＲＰ２０の表面２１とは反対側の表面である裏面２２側に、切断予定線ＣＬに沿って直列に配置され、各ガスノズルの先端は、切断予定線ＣＬの裏側の位置に向けられている。各ガスノズルには、ガス供給装置から冷却媒体としてのＮ２ガスが供給される。
【００２９】
なお、複数のガスノズル８ａ、８ｂを構成するガスノズルの数は、特に限定されず、加工するＣＦＲＰのサイズなどに応じて適宜設定される。たとえばガス吹付機構および冷却機構をそれぞれ１つのガスノズルで構成してもよい。
【００３０】
つぎに、図２、３を用いて、加工装置１０を用いたＣＦＲＰ２０の切断方法について説明する。なお、図２、３に示すように、ＣＦＲＰ２０の幅（切断予定線ＣＬが延びる方向における長さ）はＷ、長さはＬ、厚さはＴである。図３は図２を矢線Ａの方向に見た図である。
【００３１】
まず、レーザ光源部１からパルスレーザ光を出力させる。つづいて、反射ミラー３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとにより、パルスレーザ光ＰＬをガルバノスキャナ５に導く。つづいて、ガルバノスキャナ５とｆ−θレンズ６とにより、パルスレーザ光ＰＬを、ＣＦＲＰ２０の表面２１の切断予定線ＣＬ上に照射し、さらに切断予定線ＣＬに沿って、図２に示す両矢線Ｂの方向（すなわち図３に示す走査方向ＳＤの方向）に往復走査する。その結果、パルスレーザ光ＰＬのエネルギーによってＣＦＲＰ２０が加工され、図３に示すように切断予定線ＣＬの位置に溝Ｇが形成される。溝Ｇはパルスレーザ光ＰＬの走査を繰り返すにしたがってその深さが大きくなり、最終的にＣＦＲＰ２０は切断される。
【００３２】
また、パルスレーザ光ＰＬの照射と同時に、複数のガスノズル８ａにより、パルスレーザ光ＰＬを照射している部分（切断予定線ＣＬおよびその近傍）に向かって、表面２１に対して角度θだけ傾斜した方向からＮ２ガスを吹きつける。
【００３３】
さらに、パルスレーザ光ＰＬの照射と同時に、複数のガスノズル８ｂにより、切断予定線ＣＬの裏側にあたる裏面２２の位置に向かってＮ２ガスを吹きつけ、裏面２２を冷却する。
【００３４】
ここで、ＣＦＲＰ２０をレーザ加工する場合、レーザ光のエネルギーの一部が熱に変換され、その熱により、ＣＦＲＰ２０において、炭素繊維よりも大幅に低い融点をもつ樹脂が焼損し、レーザ光の照射箇所の近傍に熱影響領域（Heat  Affected  Zone：ＨＡＺ）Ｚが形成される。本実施形態の場合は図３に示すように熱影響領域Ｚは溝Ｇの両側に形成される。このような熱影響領域Ｚは、樹脂が加熱されて酸素と反応することにより燃焼するために発生すると考えられる。本実施形態ではパルスレーザ光ＰＬを用いているため、ＣＷレーザ光を用いる場合よりも、レーザ光のエネルギーの一部が変換されて発生する熱量が１パルスあたりでは小さく、かつ発生した熱はパルスレーザ光ＰＬが照射されていない期間の間に拡散しやすい。したがって熱影響領域Ｚは比較的小さいが、高品質の加工のためには、熱影響領域Ｚはできるだけ小さいことが望ましい。
【００３５】
これに対して、加工装置１０を用いたＣＦＲＰ２０の切断方法によれば、パルスレーザ光ＰＬを照射している部分に向かって非酸化性ガスであるＮ２ガスを吹きつけている。これにより、パルスレーザ光ＰＬのエネルギーの一部により加熱された樹脂の周囲に存在する酸素を大幅に除去でき、燃焼が起こりづらくなるので、熱影響領域Ｚは小さくなる。
【００３６】
また、加工装置１０を用いたＣＦＲＰ２０の切断方法によれば、冷却媒体としてのＮ２ガスにより裏面２２を冷却している。これにより、ＣＦＲＰ２０における樹脂の加熱がより一層抑制されることとなり、熱影響領域Ｚがより一層小さくなるとともに、切断面（加工面）の品質の低下が抑制される。具体的には、裏面２２からの冷却により、切断面において樹脂が加熱されて蒸発や焼損することが抑制されるため、切断面に焼損することなく残存する樹脂が従来よりも多くなり、炭素繊維が樹脂に覆われた状態が従来よりも維持される。このように、加工装置１０を用いることにより、従来よりも高品質にＣＦＲＰ２０の切断を行うことができる。
【００３７】
なお、このように、レーザ光を照射する表面とは反対側の裏面からＣＦＲＰを冷却することで、切断面における加工品質を従来よりも高品質とできることは、本発明者らが初めて発見したものである。
【００３８】
つぎに、本発明者らが行った実験結果をもとに、本発明についてより詳細に説明する。
まず、上記実施形態に従い、加工装置を作製した。レーザ光源部は光ファイバレーザ装置を用いて作製した。また、反射ミラー、ガルバノスキャナとしては市販のものを用いた。ｆ−θレンズとしては焦点距離が１５０ｍｍのものを用いた。
【００３９】
なお、レーザ光源部から出力されるパルスレーザ光のパワーは１２０Ｗ、波長は１０６４ｎｍ、偏光状態は円偏光状態、パルス幅は０．４ｎｓ、繰り返し周波数は１ＭＨｚであった。また、ＣＦＲＰの表面へ集光させたパルスレーザ光のスポット直径と強度はそれぞれ６０μｍ、１．３×１０１０Ｗ／ｃｍ２であった。
【００４０】
また、切断するＣＦＲＰは、炭素繊維はＰＡＮ（ポリアクリロニトニル）系炭素繊維であり、長繊維を０°／９０°で８プライ重ね、強化プラスチックにはエポキシ樹脂を含浸硬化させた試料を用い、厚さＴは２ｍｍ、幅Ｗは１０ｍｍ、長さＬは１００ｍｍとした。
【００４１】
切断面の加工品質については、切断面のＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscope）像により評価を行った。図４は、ＣＦＲＰ２０の切断面を説明する模式図である。切断面ＣＳは表面２１に照射されるパルスレーザ光ＰＬの往復走査方向（両矢線Ｂの方向）に沿って形成される。切断面ＣＳの近傍には熱影響領域Ｚが形成される。ＣＦＲＰ２０は、多層構造を有している。各層は、樹脂Ｒをマトリックスとして炭素繊維ＣＦが一方向に延伸した構造を有している。そして、ＣＦＲＰ２０は、複数の層が、炭素繊維ＣＦの延伸方向が隣接する層で直交するように積層して成る。
【００４２】
まず、実験１として、ガス吹付機構としての８つのガスノズルを用い、ＣＦＲＰの表面に対する角度θ（ガス吹き付け角度）と、吹き付けるＮ２ガスの流量を変化させて、作製した加工装置にてＣＦＲＰを切断加工する実験を行った。なお、本実験１では、裏面からの冷却は行わなかった。
【００４３】
図５は、表面からのガス吹き付け角度と加工速度との関係を示す図である。図５に示すように、加工速度はガス圧、Ｎ２ガスの流量、ガス吹き付け角度により変化することが確認された。なお、ガス圧は０．５ＭＰａとした。また、加工速度を高くする観点からは、流量が２５Ｌ／ｍｉｎであればガス吹き付け角度が１５°〜７５°が好ましく、流量が５０Ｌ／ｍｉｎであればガス吹き付け角度が１５°〜４５°が好ましく、流量が１００Ｌ／ｍｉｎであればガス吹き付け角度が１５°が好ましいことが確認された。また、特に、流量が２５Ｌ／ｍｉｎ、ガス吹き付け角度（θ）が４５°において、０．１２ｍ／ｍｉｎの加工速度を実現でき、かつＨＡＺの幅も１０μｍ以下と十分に小さい値にできることが確認された。
【００４４】
つぎに、実験２として、冷却機構としての８つのガスノズルからＣＦＲＰの裏面に吹き付ける冷却媒体としてのガスをＮ２ガスまたは圧縮空気として、作製した加工装置にてＣＦＲＰを切断加工する実験を行った。なお、本実験２では、表面からのガスの吹き付けは行わなかった。また、ガスノズルの先端からＣＦＲＰの裏面までの距離は１５ｍｍとした。
【００４５】
図６は、Ｎ２ガス吹き付けによる裏面冷却を行った場合の切断面のＳＥＭ像を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれガス流量（噴射量）を０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎとし、ガス圧は０Ｌ／ｍｉｎの場合は０ＭＰａ、その他の場合はいずれも０．５ＭＰａとしたものである。また、図７は、圧縮空気吹き付けによる裏面冷却を行った場合の切断面のＳＥＭ像を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれガス流量（噴射量）を０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎとし、ガス圧は０Ｌ／ｍｉｎの場合は０ＭＰａ、その他の場合はいずれも０．５ＭＰａとしたものである。すなわち、図６（ａ）、図７（ａ）は、裏面冷却を行っていない場合を示している。
【００４６】
図６、７に示すＳＥＭ像では、炭素繊維が明瞭に見える程、切断面において樹脂が蒸発していることを意味している。裏面冷却を行っていない図６（ａ）、図７（ａ）では炭素繊維がより明瞭に見え、他の図では炭素繊維がより不明瞭に見えることから、裏面冷却を行うことにより樹脂の蒸発が抑制され、高品質の加工を実施することができることが確認された。
【００４７】
図８は、Ｎ２ガスまたは圧縮空気の噴射量と加工速度との関係を示す図である。図８に示すように、冷却媒体がＮ２ガスの場合と圧縮空気の場合とで加工速度に大きな差は無かった。また、ガス噴射量が１００Ｌ／ｍｉｎの場合には加工速度が最も小さかった。
【００４８】
つぎに、実験３として、ガス吹付機構としての８つのガスノズルからＣＦＲＰの表面に吹き付けるガスをＮ２ガス、ガス吹き付け角度θを４５°とし、冷却機構としての８つのガスノズルからＣＦＲＰの裏面に吹き付けるガスをＮ２ガスとして、作製した加工装置にてＣＦＲＰを切断加工する実験を行った。ガスノズルの先端からＣＦＲＰの裏面までの距離は１５ｍｍとした。
【００４９】
図９は、表面からのガス吹き付けおよび裏面冷却の効果を説明するＳＥＭ像を示す図である。図９（ａ）は、表面から吹き付けるガス流量を２５Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧を０．５ＭＰａとし、裏面からの吹き付けを行わなかったものである。図９（ｂ）は、表面から吹き付けるガスおよび裏面から吹き付けるガスについて、いずれもガス流量を２５Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧を０．５ＭＰａとしたものである。図９（ｃ）は、表面から吹き付けるガスおよび裏面から吹き付けるガスについて、いずれもガス流量を７５Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧を０．５ＭＰａとしたものである。
【００５０】
裏面冷却を行っていない図９（ａ）では、炭素繊維がより明瞭に見え、図９（ｂ）、図９（ｃ）のように裏面へ吹き付けるガス流量が増加するにつれて炭素繊維がより不明瞭に見えた。このことから、裏面冷却を行うことにより切断面における樹脂の蒸発が抑制され、高品質の加工を実施することができることが確認された。
【００５１】
なお、上記実施形態または実験では、非酸化性ガスとしてＮ２ガスを用いたが、非酸化性ガスとしては、アルゴンガスやヘリウムガスなどの希ガス、一酸化炭素ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含むものを用いることができる。
【００５２】
また、上記実施形態または実験では、冷却媒体としてＮ２ガスおよび圧縮空気を用いたが、冷却媒体としては、乾燥空気、アルゴンガスやヘリウムガスなどの希ガス、および二酸化炭素ガスの少なくともいずれか一つを含むガスを用いることができる。また、冷却媒体としては、ガスに限らず、ゲル状の流動体や、液体窒素、液体ヘリウム、または水などの液体や、スラリーを用いることができる。これらの流動体、液体、スラリーは、熱容量または熱伝導率が高いものが好ましい。
【００５３】
さらに、図１０に示すように、ＣＦＲＰ２０の裏面２２に、冷却機構として、ペルチェ素子などの電子冷却素子８ｃを設け、電子冷却素子８ｃにコントローラＣから電流を流して裏面２２を冷却する構成としてもよい。
【００５４】
また、本発明は、ＣＦＲＰに限らず、他のあらゆる炭素繊維複合材料に適用できる。また、本発明は、パルスレーザ光を用いる場合に限らず、ＣＷレーザ光を用いる場合にも適用できる。また、本発明は、炭素繊維複合材料を直線状に切断する場合に限らず、曲線状に切断したり、点状の孔、丸孔、楕円孔等の孔開け加工をしたりする場合にも適用できる。点状の孔開け加工を行う場合には、レーザ光を走査せずに加工対象の表面の所定位置に照射し続け、点状の孔を開ける。
【００５５】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  レーザ光源部
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  反射ミラー
５  ガルバノスキャナ
６  ｆ−θレンズ
７  ステージ
８ａ、８ｂ  複数のガスノズル
８ｃ  電子冷却素子
１０  加工装置
２１  表面
２２  裏面
Ｃ    コントローラ
ＣＦ  炭素繊維
ＣＬ  切断予定線
ＣＳ  切断面
Ｇ  溝
ＰＬ  パルスレーザ光
ＳＤ  走査方向
Ｚ  熱影響領域
【図１】
0006719231.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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