(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工部位で集束されるようにレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に対する加工長手方向にレーザビームの照射形状を線状、かつ、閉ループ形状の加工部位に合せて、閉ループ形状に整形し、該線状かつ閉ループ形状に整形したレーザビームを、その線状を維持しながら縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させて、加工部位を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
光学系を操作して、レーザビームを高速で回転させて、レーザビームの照射形状を疑似的に閉ループ形状に整形することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
所定形状に配列したレーザダイオードアレイを用いて、レーザビームの照射形状を整形することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
加工部位に対する加工が、肉盛り、溶接、焼入れから選択された１つであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないことを特徴とするレーザ加工品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法に関し、さらに詳しくは、レーザビームを照射することによって被加工物に肉盛、溶接あるいは焼入れなどの加工を行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、エンジンの給・排気系のバルブシートをレーザビームにより肉盛加工する場合は、図１４に示すように、被加工物としてのシリンダヘッドのバルブシート部１に予め形成された環状溝１ａにノズル（図示略）から肉盛材料の粉末２を連続供給しながら、該シリンダヘッドを回転させ、この連続供給される粉末２に対して、放物面ミラー３により集光したレーザビームＬをオシレートミラー４により半径方向へ所定の振幅および周波数でオシレートさせながら照射させ、ビード（クラッドビード）Ｂを前記環状溝（加工部位）１ａに沿って連続に形成するようにしている。なお、この時、図示を略するガスノズルからレーザビームＬの照射域にシールドガスを供給する。
【０００３】
また、例えば、レーザビームにより突合せ溶接する場合は、図１５に示すように、被加工物としての２枚の板材５，６を突合せて、その突合せ部７に沿ってトーチ８を移動させ、トーチ８から出射されたレーザビームＬを、該トーチ７の運動により突合せ部７に直交する方向へ所定の振幅および周波数でオシレートさせながら突合せ部７に照射させ、ビード（溶接ビード）Ｂを突合せ部（加工部位）７に沿って連続に形成するようにしている。なお、同図中、９はトーチ８にレーザビームを伝送するための伝送ファイバである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のレーザ加工は、上記した肉盛加工（図１４）、溶接加工（図１５）を問わず、被加工物の加工部位１ａ、７に沿う加工長手方向へレーザビームＬを走査（スキャン）させるのが基本であり、このため、加工部位１ａ、７の長さすなわち加工長が長い場合は、その走査に長時間を要し、生産性の低下が避けられない、という問題があった。
【０００５】
また、上記したバルブシートの加工のように加工部位１ａが閉ループ形状となっている場合は、加工始端と加工終端とが重なるため、同一条件で加工を進めたのでは、加工層の重なり部分に、例えば肉盛においてはクラックや欠肉、あるいは過熱による成分希釈などの欠陥が、溶接においてはクレータなどの欠陥が、焼入れにおいては焼戻しがそれぞれ生じるようになる。そこで、従来は、加工の重なり範囲で出力を徐減するなどの対策を採っていたが、その制御に複雑さを要し、その上、焼入れにおいてはこの対策によっても焼戻しの発生を完全に解消することができない、という問題があった。
【０００６】
なお、例えば、特開２０００−９４１６７号公報には、加工開始時から加工終了時に至るまでの間、肉盛材料を供給するノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を連続して上昇させることにより、加工層の重なり部分（オーバーラップ部）におけるクラックや欠肉の発生を防止することが記載されているが、この場合でも複雑な制御が必要であることに変わりはない。
また、例えば、特開昭５７−１４０８１７号公報には、円板状被加工物の板面を表面焼入れする際、該板面に対してレーザビームをらせん状（うず巻状）に走査させて、加工始端と加工終端との重なりそのものをなくすることが記載されているが、この場合は、半径方向での加工（加工層）の重なりが避けられず、根本的な解決には至らない。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、被加工物に対するレーザビームの照射形状と走査方向とを抜本的に変更することにより、加工時間の大幅な短縮を図り、併せて加工の重なりをなくして加工品質の安定向上を図ることができるレーザ加工方法を提供することにある。
【０００８】
【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に係る発明は、加工部位で集束されるようにレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に対する加工長手方向にレーザビームの照射形状を線状、かつ、閉ループ形状の加工部位に合せて、閉ループ形状に整形し、該線状かつ閉ループ形状に整形したレーザビームを、その線状を維持しながら縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させて、加工部位を加工することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、加工長手方向に整形したレーザビームを加工短手方向へ走査し、加工短手方向へ順次加工が進行するので、その走査に要する時間は大幅に短縮される。
【０００９】
また、閉ループ形状に整形したレーザビームを縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させるので、加工始端と加工終端との重なりがなくなる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、光学系を操作して、レーザビームを高速で回転させて、レーザビームの照射形状を擬似的に閉ループ形状に整形することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、レーザビームの照射形状を、光学系の操作のみで任意の大きさとすることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、所定形状に配列したレーザダイオードアレイを用いて、レーザビームの照射形状を整形することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、照射部位に応じてレーザビームを出力調整することができるので、凹凸を有する加工部位の加工も可能になる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、加工部位に対する加工が、肉盛り、溶接、焼入れから選択された１つであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至４の何れか１項に記載のレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態を示したものである。本第１の実施の形態は、バルブシートをレーザビームにより肉盛加工しようとするもので、被加工物としてのシリンダヘッドのバルブシート部１には、前記図１４に示したと同様に加工部位としての環状溝１ａが形成されている。本第１の実施の形態においては、複数のレーザダイオードアレイ１０を内蔵する平面扇形状のスタックブロック１１を、円筒形状をなすように複数（ここでは、４個）集合させてなるレーザ発振器１２を用意し、このレーザ発振器１２を前記バルブシート部１に対向させて配置している。各スタックブロック１１は、レーザ発振器１２の半径方向へ相互に進退動できるようになっており、これらスタックブロック１１の半径方向への進退動に応じてレーザ発振器１２は、全体としてその径を拡縮させるようになる。
【００１５】
レーザダイオードアレイ１０は、図３および図４に示すように、矩形板状をなし、その一面に複数のレーザ出射口１３を備えている。レーザダイオードアレイ１０はまた、前記レーザ出射口１３を備えた側の一面にマイクロレンズ１４を備えており、レーザ出射口１３から出射されたレーザビームは、このマイクロレンズ１４を通して平行ビーム１５として前方へ出射されるようになっている。なお、各レーザ出射口１３は、一例として、その長さｓが１００μｍ程度、その幅ｔが１μｍ程度となっている。また、前記平行ビーム１５の幅Ｔは、一例として１ｍｍ程度となっている。
【００１６】
本第１の実施の形態において、各レーザダイオードアレイ１０は、レーザ発振器１２の軸中心に放射状に配列するように各スタックブロック１１に内蔵されており（図２）、これによりレーザ発振器１２からは、所定幅のレーザビームがわずかの間隙を有して円筒形に配列する近似円筒形ビーム１６（図１）が出射されるようになる。しかして、レーザ発振器１２を構成する各スタック１１は、前記したようにレーザ発振器１２の半径方向へ相互に進退動できるようになっており、このスタックブロック１１の半径方向への進退動に応じて前記近似円筒形ビーム１６は、その直径を任意変化させるようになる。、
【００１７】
上記バルブシートを肉盛加工するには、図１に示すように、事前にバルブシート部１の環状溝１ａの全周に肉盛材料の粉末４を供給し、始めにレーザ発振器１２を構成する各スタックブロック１１を半径外方向へ移動させて、前記近似円筒形ビーム１６を拡径し、加工長手方向に沿う環状溝１ａの外周縁に近似的に円形をなす近似円形ビーム１７として高出力で照射させる。次に、図１に矢印Ｆにて示すように、各スタックブロック１１を相互に半径内方向へ所定の速度で移動させる。すると、バルブシート部１に照射される近似円形ビーム１７は、その直径を次第に縮小させ、これに応じて環状溝１ａ上の粉末４が円環状に溶融しながらバルブシート部１に順次溶着し、クラッドビードＢ（図１４参照）が形成される。
【００１８】
この場合、近似円形ビーム１７は、加工部位としての環状溝１ａの幅方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、従来のように加工長手方向へレーザビームを走査させる場合（図１４参照）に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、バルブシートの肉盛加工は短時間で終了する。また、従来のように被加工物としてのシリンダを回転させる必要がないので、全体の設備は簡単となり、その分、設備の投資費用も低減する。しかも、加工短手方向へ加工が進むので、加工部位（環状溝）１ａが閉ループ形状であるにもかかわらず、加工始端と加工終端とが重なることがなく、クラックや欠肉などの欠陥が発生することもなくなって加工品質は良好となる。
なお、近似円形ビーム１７は、上記したように拡径状態から縮径方向（矢印Ｆ方向）へ走査させることに代えて、縮径状態から拡径方向へ走査させてもよいことはもちろんである。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示したものである。本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同じくバルブシートをレーザビームにより肉盛加工しようとするものであるが、ここでは、上記レーザダイオードアレイ１０を内蔵するスタックブロック１１を用いることなく、光学系のみで擬似的に円形ビームを形成する。すなわち、本第２の実施の形態においては、レーザ発振器から出射されたレーザビーム２０を放物面ミラー２１により集光し、さらに回転ミラー２２とオシレートミラー２３とを経てバルブシート部１にスポット的に照射させるようにしている。回転ミラー２２は、レーザビーム２０のスポット（以下、これをレーザスポットという）Ｐをバルブシート部１の環状溝１ａに沿う加工長手方向へ高速で回転させる機能を有するもので、このレーザスポットＰの高速回転によりバルブシート部１上には、擬似的に円形ビーム（擬似円形ビーム）２４が形成される。一方、オシレートミラー２３は、前記レーザスポットＰを環状溝１ａの幅方向すなわち加工短手方向へオシレートさせる機能を有するもので、前記回転ミラー２２により擬似円形ビーム２４を形成しながらこのオシレートミラー２３を作動させることで、擬似円形ビーム２４はその直径を拡縮させる。
【００２０】
本第２の実施の形態によりバルブシートを肉盛加工するには、第１の実施の形態におけると同様に、事前にバルブシート部１の環状溝１ａの全周に肉盛材料の粉末４を供給し、始めにオシレートミラー２３を適宜位置決めして、回転ミラー２２によりレーザスポットＰを高速で回転させ、加工長手方向に沿う環状溝１ａの外周縁に擬似円形ビーム２４を高出力で形成し、続いてオシレートミラー２３を作動させる。すると、擬似円形ビーム２４が、第１の実施の形態における近似円形ビーム１７と同様にその直径を次第に縮小させ、これに応じて環状溝１ａ上の粉末４が円環状に溶融しながらバルブシート部１に順次溶着し、クラッドビードＢ（図１３参照）が形成される。本第２の実施の形態の効果は、上記した第１の実施の形態の効果と同じであるが、光学系の操作のみで円形ビーム（擬似円形ビーム）２４の大きさや走査距離を簡単に変更することができるので、汎用性が向上する。
なお、擬似円形ビーム２４は、上記したように拡径状態から縮径方向へ走査させることに代えて、縮径状態から拡径方向へ走査させてもよいことはもちろんである。
【００２１】
図６および図７は、本発明の第３の実施の形態を示したものである。本第３の実施の形態は、前記図１５に示した２枚の板材５，６をレーザビームにより突合せ溶接しようとするもので、ここでは、前記第１の実施の形態で用いたものと同様のレーザダイオードアレイ１０を内蔵する直方体状のスタックブロック２５を備えたレーザ発振器２６を用意する。このレーザ発振器２６は、その長手方向が２枚の板材５，６の突合せ部７に沿うように板材５，６の上方に配置され、かつ該突合せ部７に直交する方向（矢印Ａ方向）へ平行移動できるようになっている。レーザダイオードアレイ１０は、ここでは、図７に示すようにその長手方向をスタックブロック２５の長手方向に一致させて一列に配設されている。また、このレーザダイオードアレイ１０は、レーザビーム２７を集光させて板材５，６上に線状に照射できるようにそのマイクロレンズ１４（図３，４）の焦点位置を設定している。
【００２２】
本第３の実施の形態により突合せ溶接を行うには、先ず、形成しようとする溶接ビードＢの片側の計画線Ｓ上に線状ビーム２８が形成されるようにレーザ発振器２６を位置決めし、レーザ発振器２６からレーザビーム２７を高出力で出射させる。そして、このレーザビーム２７の出射と同時にレーザ発振器２６を前記矢印Ａ方向へ所定の速度で移動させ、線状ビーム２８を突合せ部７に直交する方向へ走査させる。すると、２枚の板材５，６の突合せ部７が溶融し、これにより所定幅で所定深さを有する溶接ビードＢが形成され、これにて突合せ溶接は終了する。
この場合、線状ビーム２８は、加工部位としての突合せ部７に直交する方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、従来のように突合せ部７に沿う方向すなわち加工長手方向へレーザビームを走査させる場合（図１５参照）に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、溶接は短時間で終了する。
なお、このような加工様式は、線状に肉盛加工する場合にも利用することができる。
【００２３】
図８は、本発明の第４の実施の形態を示したものである。本第４の実施の形態は、円板状の被加工物３０の表面に焼入れしようとするもので、ここでは、前記第１の実施の形態で用いたものと同じレーザダイオードアレイ１０を内蔵する円筒状のスタックブロック３１を備えたレーザ発振器３２を用意すると共に、このレーザ発振器３２から出射される近似円筒形ビーム１６（図１に示したものと同じ）を集光して被加工物３０の表面に照射させる集光レンズ（凸レンズ）３３を用意する。集光レンズ３３により集光することで被加工物３０の表面には円形ビーム３４が形成され、この円形ビーム３４は、集光レンズ３３とレーザ発振器３２との相対位置に応じてその直径を任意変化させるようになる。
【００２４】
本第４の実施の形態により表面焼入れを行うには、先ず、円板状被加工物３０の外周に円形ビーム３４が整合するように集光レンズ３３とレーザ発振器３２との相対位置を設定し、レーザ発振器３２から近似円筒形ビーム１６を高出力で出射させる。そして、この近似円筒形ビーム１６の出射と同時に、例えば集光レンズ３３をレーザ発振器２６に接近する方向（矢印Ｚ方向）へ所定の速度で移動させる。すると、被加工物３０の表面に照射される円形ビーム３４は、次第にその直径を縮め、遂には被加工物３０の中心にスポット的にレーザビームが照射されるようになり、これにより被加工物３０の表面全面の焼入れは終了する。
【００２５】
この場合、円形ビーム３４は、被加工物３０の半径方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、らせん状にレーザビームを走査させる場合（特開昭５７−１４０８１７号公報参照）に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、被加工物３０の表面焼入れは短時間で終了する。また、被加工物３０は全く移動させる必要がないので、全体の設備は簡単となり、その分、設備の投資費用も低減する。しかも、半径方向へ順次焼入れが進行するので、半径方向で加工が重なることがなく、加工の重なりに起因する焼戻しが発生することもない。さらに、円形ビーム３４は、集光レンズ３３によりレーザビームが円周方向に密に連続する状態となるので、円周方向での加熱温度は均一となり、焼入れムラが生じることもない。
【００２６】
なお、この第４の実施の形態において、スタックブロック３１の形状を、だ円形、四角形などとすることにより、種々の形状の被加工物を表面焼入れすることができる。
また、このような加工様式は、上記第１および第２の実施の形態のような肉盛加工にもそのまま利用することができ、この場合は、図１に示したように分割構成のスタックブロック１１を移動させ、あるいは図５に示したように光学系によりレーザスポットＰを高速回転させる面倒さもないので、加工コストは著しく低減する。
【００２７】
図９および図１０は、本発明の第５の実施の形態を示したものである。本第５の実施の形態は、歯車３５の歯部を表面焼入れしようとするもので、ここでは、前記第１の実施の形態で用いたものと同じレーザダイオードアレイ１０を内周側に配列したリング状のスタックブロック３６を備えたレーザ発振器３７を用意する。レーザダイオードアレイ１０は、ここでは歯車３５の歯先面３５ａ、歯底面３５ｂおよび歯面３５ｃを個別に照射できるように配列され、しかも、歯先面３５ａ、歯底面３５ｂおよび歯面３５ｃに対応するもの同士がグループ分けされて、グループ毎に出力調整されるようになっている。
【００２８】
この第５の実施の形態により歯車３５の歯部を表面焼入れするには、歯車３５とレーザ発振器３７とを同心に位置決めした後、レーザ発振器３７からレーザビーム３８を高出力で出射させながら、例えばレーザ発振器３７を矢印Ｘ方向へ所定の速度で移動させる。すると、歯車３５の外周にその歯形状に倣う異形ビーム３９（図９）が形成され、この異形ビーム３９が歯車３５の軸方向へ走査される。この時、歯先面３５ａ、歯底面３５ｂおよび歯面３５ｃに対応してレーザビーム３８の出力が調整されているので、歯車３５は円周方向で一様に加熱され、これにより歯車３５の歯部は一様に表面焼入れされる。
【００２９】
【実施例】
実施例１
アルミニウム合金の基板上に肉盛材料としてのＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金の粉末を、内径２３ｍｍ、外径３３ｍｍとなるように円環状に盛り、前記第１の実施の形態（図１）の加工様式により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ：半導体レーザ（波長０.９４μｍ）
レーザ出力：１０ＫＷ
近似円形ビーム１７の線幅：１ｍｍ
近似円形ビーム１７の走査速度：０.１ｍ／ｍｉｎ
この場合、近似円形ビーム１７の走査時間（加工時間）は、その走査距離（加工長）が５ｍｍ（＝[３３−２３]／２）であるところから、０.０５分ときわめて短時間となっているが、図１１に示すように、アルミニウム合金の基板４０上に、幅Ｗが約５ｍｍで、高さＨが約２ｍｍのクラッドビード４１が表面滑らかにかつ気泡や空孔等の内部欠陥なく形成された。また、基板４０の溶込みもほとんどなく、母材（基板材料）の成分希釈によるクラッドビード４１の成分変化もほとんど無視できることが確認できた。
【００３０】
実施例２
実施例１と同じくアルミニウム合金の基板上にＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金の粉末を、内径２３ｍｍ、外径３３ｍｍとなるように円環状に盛り、前記第２の実施の形態の加工様式（図５）により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ：ＣＯ2レーザ（波長１０.６μｍ）
レーザ出力：１０ＫＷ
レーザスポット点Ｐの回転速度：１ｋＨｚ（周速１００ｍ／ｓｅｃ）
擬似円形ビーム２４の線幅：１ｍｍ
近似円形ビーム１７の走査速度：０.１ｍ／ｍｉｎ
この場合も、擬似円形ビーム２４の走査時間（加工時間）は、０.０５分ときわめて短時間となっているが、上記実施例１と同様の形状および品質に優れたクラッドビード４１が形成された。
【００３１】
実施例３
ＪＩＳ  ＳＰＦＣ４４０からなる２枚の板材を突合せて、前記第３の実施の形態の加工様式（図６）により下記の条件で突合せ溶接を行った。
使用レーザ：半導体レーザ（波長０.９４μｍ）
レーザ出力：６ＫＷ
線状ビーム２８の線幅：１ｍｍ
線状ビーム２８の走査速度：０.１ｍ／ｍｉｎ
線状ビーム２８の走査距離：５ｍｍ
この結果、図１２に示すように、２枚の板材４２，４３の突合せ部に幅Ｗが約５ｍｍで、深さＤが約３ｍｍの溶接ビード４４が表面滑らかにかつ気泡や空孔等の内部欠陥なく形成された。
【００３２】
実施例４
歯車径２５ｍｍ、歯幅１０ｍｍの歯車を対象に、前記第５の実施の形態の加工様式（図９）により内径３０ｍｍのレーザ発振器３７を用いて下記の条件で焼入れを行った。
使用レーザ：半導体レーザ（波長０.９４μｍ）
レーザ出力：２.５ＫＷ
異形ビーム３９の線幅：１ｍｍ
異形ビーム３９の走査速度：０.１ｍ／ｍｉｎ
この結果、図１３に示すように、歯車４５の歯部には、深さＤが約２ｍｍの焼入層４６が均一に形成された。
【００３３】
比較例
実施例１と同じくアルミニウム合金の基板上にＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金の粉末を、内径２３ｍｍ、外径３３ｍｍとなるように円環状に盛り、前記図１４に示した従来の加工様式により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ：ＣＯ2レーザ（波長１０.６μｍ）
レーザ出力：４ＫＷ
レーザビームＬの集光径：２ｍｍ
レーザビームＬのオシレート幅：５ｍｍ
レーザビームＬのオシレート周波数：２００Ｈｚ
レーザビームの周方向の走査速度：１ｍ／ｍｉｎ
この結果、上記実施例１と同様のクラッドビード４１が形成されたが、加工始端と加工終端との重なり部に基板４０の溶込みが認められ、母材による成分希釈の虞れがあった。また、この比較例では、加工長が約１００ｍｍであるところから、加工時間は約０.１分となっており、本発明の実施例１に比べて２倍となっている。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、加工長手方向に整形したレーザビームを加工短手方向へ走査させるので、加工時間の大幅な短縮が可能になって生産性の向上に大きく寄与するものとなる。しかも、閉ループ形状に整形したレーザビームを縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させるので、加工の重なりもなくなり、所望の加工品質を安定して確保でき、特に再加熱による焼戻しも解消し得て、焼入れ加工への安定した適用が可能になり、その利用価値は著しく高まる。
【００３５】
また、請求項２に係る発明によれば、上記請求項１に係る発明の効果に加え、レーザビームの照射形状を、光学系の操作のみで任意の大きさとすることができるので、汎用性が向上する。
【００３６】
また、請求項３に係る発明によれば、照射部位に応じてレーザブームを出力調整することができるので、凹凸を有する加工部位の加工も可能になり、適用範囲が拡大する。
【００３７】
また、請求項４に係る発明によれば、上記請求項１乃至３の何れか１項に係る発明において、肉盛り、溶接、焼入れから選択された加工の１つを最適の状態で行うことができる。
さらに、請求項５に係る発明によれば、上記請求項１乃至４の何れか１項に係るレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないので、品質要求の厳しい分野でも安定的に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ加工方法の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態で用いる、レーザダイオードアレイを含むスタックブロックの構造を示す平面図である。
【図３】レーザダイオードアレイの構造を示す斜視図である。
【図４】レーザダイオードアレイの構造を示す側面図である。
【図５】本発明に係るレーザ加工方法の第２の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明に係るレーザ加工方法の第３の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図７】第３の実施の形態で用いる、レーザダイオードアレイを含むスタックブロックの構造を示す平面図である。
【図８】本発明に係るレーザ加工方法の第４の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明に係るレーザ加工方法の第５の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図１０】第５の実施例の形態におけるレーザ照射状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の１つの実施例で得られたスタックビームの状態を示す模式図である。
【図１２】本発明の他の実施例で得られた溶接ビームの状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の、さらに他の実施例で得られた歯車の焼入状態を示す模式図である。
【図１４】従来のレーザ肉盛加工の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図１５】従来のレーザ突合せ溶接加工の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１    バルブシート部
４    肉盛材料の粉末
５、６  板材
１０  レーザダイオードアレイ
１１、２５、３１、３６  スタックブロック
１２、２６、３２、３７  レーザ発振器
１６  近似円筒形ビーム
１７  近似円形ビーム
２１  放物面ミラー
２２  回転ミラー
２３  オシレートミラー
２４  擬似円形ビーム
２８  線状ビーム
３０  被加工物
３３  集光レンズ
３４  円形ビーム
３５  歯車
３９  異形ビーム
【図１】
0004004215.tif 000002
【図２】
0004004215.tif 000003
【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】
0004004215.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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