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LASER FORMING METHOD AND LASER FORMING DEVICE

Patent code P160013505
File No. DP1661
Posted date Nov 25, 2016
Application number P2014-181928
Publication number P2016-055302A
Patent number P6367058
Date of filing Sep 8, 2014
Date of publication of application Apr 21, 2016
Date of registration Jul 13, 2018
Inventor
  • (In Japanese)廣垣 俊樹
  • (In Japanese)青山 栄一
  • (In Japanese)織田 良輔
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title LASER FORMING METHOD AND LASER FORMING DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser forming method by which bending and hardening of a sheet steel material can be simultaneously performed.
SOLUTION: Firstly, a laser beam is moved relatively to a work-piece while being radiated onto one face of the work-piece, thereby hardening the work-piece along an irradiation locus of the laser beam. Secondly, an operation for moving a laser beam relatively to the work-piece while irradiating a portion of the other face of the work-piece facing the irradiation locus of the laser beam with a laser beam is repeatedly performed, and by the operation together with the hardening in the first step, hardening is performed on the whole cross section of the work-piece along the irradiation locus of the laser beam, and the work-piece is bent along the irradiation locus of the laser beam by a predetermined angle.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

一般に、薄板鋼材を用いて小型のバネ部材等を製造する際には、金型プレス加工等で所定の形状に整形した後、焼入れ等の熱処理を施して、弾性の維持と耐久性の向上を図っている。

しかし、このような金型を用いた加工方法は、プレス装置と熱処理用の炉が必要であり、製造設備が高額になると共に製造に時間がかかる。

これに対し、近年、金型を必要としない薄板鋼材の加工方法としてレーザフォーミング加工が提案されている(例えば特許文献1参照)。レーザフォーミング加工は、ステンレス等の薄板にレーザ光を照射し、鋼材を局所的に急速に加熱・冷却することで、熱膨張のバランスが崩れて熱変形を起こすことを利用して鋼材を曲げるものである。

更に、熱処理用の炉を用いない焼入れ方法として、レーザ光を金属板の表面に照射すると共に、照射位置を移動させることによって焼入れを行う方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。

従って、特許文献1に記載のレーザフォーミング加工方法と特許文献2に記載のレーザ光による焼入れ方法を組み合わせれば、プレス装置や熱処理用の炉を用いないでバネ部材等を製造できる可能性がある。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、レーザフォーミングを用いて薄板鋼材を任意の形状に加工すると同時に焼入れを行うレーザフォーミング加工方法、およびその方法を実現するレーザフォーミング加工装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
以下の各ステップにより、レーザ光を用いて薄板鋼材製のワークを所定の形状に加工することを特徴とするレーザフォーミング加工方法。
a.レーザ光を、第1のワークの一方の面に照射しながらワークに対して相対的に移動させ、レーザ光の照射軌跡に沿って、前記第1のワークの断面の厚さDに対して0.5D~0.8Dの範囲でワークに焼入れを行う第1のステップ
b.前記第1のワークの他方の面のうち、前記レーザ光の照射軌跡に対向する箇所に、レーザ光を照射しながらワークに対して相対的に移動させる動作を繰り返し行い、レーザ光の照射軌跡に沿って、前記第1のワークの断面の厚さDに対して0.5D~0.8Dの範囲でワークに焼入れを行い、前記第1のステップの焼入れと合わせて、前記レーザ光の照射軌跡に沿ったワークの断面全体に焼入れを行うと共に、前記第1のワークをレーザ光の照射軌跡に沿って所定の角度曲げる第2のステップ。

【請求項2】
 
前記第2のステップにおけるレーザ光の照射とワークに対する相対的な移動の繰り返しの回数は、予め求めたレーザ光の照射回数とワークの曲げ角度との関係を示すデータに基づいて定められる、請求項1に記載のレーザフォーミング加工方法。

【請求項3】
 
前記レーザ光の照射回数とワークの曲げ角度との関係を示すデータの作成は、以下の各ステップを実行することにより行われる、請求項2に記載のレーザフォーミング加工方法。
c.レーザ光を、前記第1のワークと材質および形状が等しい第2のワークの一方の面に照射しながらワークに対して相対的に移動させた後、ワークの曲げ角度を測定する第3のステップ
d.前記第2のワークの他方の面のうち、前記レーザ光の照射軌跡に対向する箇所に、レーザ光を照射しながらワークに対して相対的に移動させる動作を繰り返し行い、かつ当該動作毎に曲げ角度を測定する第4のステップ
e.前記第3および第4のステップにおいて測定したワークの曲げ角度とレーザ光の照射回数との関係を示すデータを作成する第5のステップ。

【請求項4】
 
レーザ発振器から放射されたレーザ光を前記第1のワークに照射するレーザ照射装置と、
前記第1のワークを把持した状態で、当該ワークを回転、旋回および昇降させるワーク保持装置と、
前記ワーク保持装置を水平面内で移動させる可動テーブルと、
前記レーザ発振器、ワーク保持装置および可動テーブルの動作を制御するコントローラと、を備え、請求項1ないし3のいずれかに記載のレーザフォーミング加工方法を実行することを特徴とするレーザフォーミング加工装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 4E168CB07
  • 4E168CB08
  • 4E168DA02
  • 4E168DA26
  • 4E168DA32
  • 4E168JA02
Drawing

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JP2014181928thum.jpg
State of application right Registered
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