专利摘要:
In einem Verfahren zum Abtragen von Material aus der Oberfläche eines Werkstücks mittels eines geführten Laserstrahls, wobei der Laserstrahl Laserlicht-Abtragsimpulse auf die Materialoberfläche aussendet, die das abzutragende Material zumindest teilweise verdampfen, wird das abzutragende Material vor Eintreffen der Abtragsimpulse erwärmt. Eine Vorrichtung zum Abtragen von Material aus der Oberfläche eines Werkstücks hat einen ersten Laser (6) zur Erzeugung von Laserlicht, einen Schalter (5) zur Erzeugung von Laserlicht-Abtragsimpulsen, eine Strahlführung (4) zur Führung des Laserstrahls über das Werkstück, eine Steuerung (8) zur Steuerung des Lasers, des Schalters und der Strahlführung und eine Erwärmungsvorrichtung (3, 5, 10), die das abzutragende Material vor Eintreffen der Abtragsimpulse erwärmt.
公开号:DE102004013475A1
申请号:DE102004013475
申请日:2004-03-18
公开日:2005-10-13
发明作者:Peter Hildebrand;Michael Kuhl;Martin Reisacher;Wolfram Dr. Schöne
申请人:Lasertec GmbH;
IPC主号:B23K26-36
专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtragenvon Material aus der Oberflächeeines Werkstücksmittels eines geführtenLaserstrahls. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtungsind aus der WO 00/18535 bekannt.
[0002] Laserabtragsvorrichtungenwerden z.B. im Bereich des Prototyping eingesetzt, in zunehmendemMaße aberauch bei der Herstellung komplex geformter Gesenke. Nach Maßgabe vondigitalen Gesenkdaten, die das Gesenk beschreiben, wird ein Laserstrahl über dieFlächedes Werkstücksgeführt, beispielsweisemäanderndoder zeilenweise überstreichend.Auf der Spur des Auftreffpunkts verflüssigt und verdampft das Materialdes Werkstücks.Es verschwindet dadurch, so dass auf diese Weise schichtweise einGesenk geformt werden kann. Die Führung des Laserstrahls und/oderdie Tastung des Laserlichts erfolgt nach Maßgabe digitaler Gesenkdaten.
[0003] DieLaserleistung ist so eingestellt, dass das abzutragende Materialzumindest teilweise verdampft. Das verdampfte Material wird durchProzessvorgängeabgeführtund ist so unmittelbar verschwunden. Außerdem reißt der entstehende Dampf Mikrotröpfchen verflüssigtesMaterial mit sich, so dass das Volumen entsprechend dieser Mikrotröpfchen ebenfallsverschwindet.
[0004] UmVerdampfung zu bewirken, ist fürein bestimmtes zu verdampfendes Volumen ein bestimmter Energieeintragnotwendig. Dieser Energieeintrag kommt aus dem Laserlicht. PlötzlichesVerdampfen ähnlicheiner Explosion ist wünschenswert,um den Mitnahmeef fekt fürTröpfchenzu fördern.Um plötzlichesVerdampfen zu erreichen, sind hohe Spitzenleistungen wünschenswert,die insbesondere durch gepulstes Laserlicht zu erreichen sind. Eswird deshalb gepulstes Laserlicht verwendet. Aus baulichen Gründen sindkleine Abtragsmaschinen wünschenswert.Dies führtkonsequenterweise zur Forderung nach kleinen Lasern. Aus systembedingtenGründen habenkleine Laser wegen kurzer Resonatoren jedoch vergleichsweise kurzeImpulsdauern gegenübergroßenLasern mit langen Resonatoren. Wenn mit einem kurzen Impuls einbestimmter Energieeintrag erfolgen soll, ist deshalb die Impulsspitzenleistungentsprechend zu erhöhen,damit in der kürzeren Impulszeitdie gleiche Energiemenge übertragen werdenkann.
[0005] DieLeistung durchströmteinen bestimmten Querschnitt. Die auf die Fläche bezogene Leistung steigtmit der Bündelungdes Laserstrahls und ist im Fokus des Strahls bzw. in seinem Tiefenschärfenbereicham dichtesten. Ab einer bestimmten Leistungsdichte im Querschnittkommt es zur Ionisation bzw. Plasmabildung des im Querschnitt liegendenMaterials, also entweder der umgebenden Atmosphäre, vor allem hier Stickstoffund Sauerstoff, oder des verdampften Materials, z.B. ein Metallwie Eisen oder Ähnliches.
[0006] DieseIonisations- bzw. Plasmabildungseffekte führen zu einer Obergrenze bzw.zu einem widerstand gegenüberder eintragbaren Leistung, da die Plasmabildung bzw. Ionisationdazu führt,dass die Leistung nicht mehr bis zur zu bearbeitenden Oberfläche durchdringt,sondern vielmehr im Bereich darüberabsorbiert bzw. eben zur Ionisierung bzw. Plasmabildung verbrauchtwird. Somit stellt die Plasmabildung bzw. Ionisation der umgebendenMedien eine natürlicheObergrenze bzw. einen merklichen Widerstand gegenüber dereintragbaren Energie bzw. Leistung dar. Auf diese Weise stellt sicheine Obergrenze der Abtragsleistung ein, beispielsweise 1 μm pro Schicht.
[0007] Aufgabeder Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtragenvon Material aus der Oberflächeeines Werkstücksanzugeben, die eine Erhöhungder Abtragsleistung erlauben, insbesondere indem Ionisations- undPlasmabildungseffekte vermieden bzw. verringert werden.
[0008] DieseAufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Abhängige Patentansprüche sindauf bevorzugte Ausführungsformender Erfindung gerichtet.
[0009] Beieinem Verfahren zum Abtragen von Material aus der Oberfläche einesWerkstücksmittels eines geführtenLaserstrahls wird Laserlicht, vorzugsweise Laserlicht-Abtragsimpulseauf die Materialoberflächeausgesendet, die das abzutragende Material zumindest teilweise verdampfen.Das abzutragende Material wird vor Eintreffen der Abtragsimpulseerwärmt.Die Erwärmungkann durch elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Licht, weitervorzugsweise Laserlicht, erfolgen. Die der Erwärmung dienende Strahlung kanngepulst oder kontinuierlich sein. Sie kann derselben Quelle entspringenwie das fürdie Abtragsimpulse verwendete Laserlicht oder einer anderen Quelle.Die Erwärmungkann aber auch durch Wärmeleitungvon einer Wärmequelleher erfolgen.
[0010] Durchdas vorherige Erwärmendes abzutragenden Materials ist weniger Energieeintrag erforderlich,um einen Temperaturanstieg bis zur Verdampfung zu bewirken, so dassauch die Spitzenleistung der Abtragsimpulse abgesenkt werden kann,so dass Ionisations- und Plasmabildungseffekte verringert bzw. vermiedenwerden können.Die Impulsspitzenleistung der Abtragsimpulse kann auf einen Wert knappunterhalb der Ionisations- oder Plasmabildungsschwelle eingestelltund das abzutragende Material schon vorher bis über den Schmelzpunkt, vorzugsweisebis knapp unter den Verdampfungspunkt erwärmt werden. Der Abtragsimpulsmuss dann nur noch einen vergleichsweise geringen Temperaturanstiegbewirken, so dass insgesamt ein größeres Volumen zur Verdampfunggebracht werden kann, so dass die Abtragsleistung steigt.
[0011] EineVorrichtung zum Abtragen von Material aus der Oberfläche einesWerkstückshat einen ersten Laser zur Erzeugung von Abtrags-Laserlicht, ggf. einenSchalter zur Erzeugung von Laserlicht-Abtragsimpulsen aus dem Laserlicht,eine Strahlführungzur Führungdes Laserstrahls überdas Werkstückund eine Steuerung zur Steuerung des Lasers, des Schalters und derStrahlführung.Außerdemist eine Erwärmungsvorrichtungvorgesehen, die das abzutragende Material vor Eintreffen der Abtragsimpulse erwärmt. DieAbtragsvorrichtung kann elektromagnetische Strahlung, vorzugsweiseLicht, weiter vorzugsweise Laserlicht, nutzen. Sie kann eine separate Strahlungsquelleaufweisen, die neben der Strahlungsquelle für die Abtragsimpulse vorgesehenist.
[0012] Nachfolgendwerden bezugnehmend auf die Zeichnungen einzelne Ausführungsformender Erfindung beschrieben. Es zeigen:
[0013] 1 schematischeine Vorrichtung, in der die Erfindung angewendet werden kann,
[0014] 2 Ansteuerverfahren,wie sie im Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können,
[0015] 3 schematischdie Verhältnisseunmittelbar an der Arbeitsstelle,
[0016] 4 eineabgewandelte schematische Darstellung einer Vorrichtung nach derErfindung, und
[0017] 5 und 6 Ansteuerverfahren,wie sie in den Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können.
[0018] 1 zeigtschematisch eine Abtragsvorrichtung. 1 ist ein Werkstück, beispielsweiseaus einem Metall, das auf einem Werktisch 2 liegt bzw.befestigt ist. 3 symbolisiert den bearbeitenden Laserstrahl. 4 isteine Laserstrahlführung,die beispielsweise durch orthogonal wirkende Dreh- oder Schwingspiegelgebildet sein kann. 6 ist eine Laserquelle bzw. ein Laser. 5 istein Schalter zur Tastung des Laserlichts (Güteschalter, "Q-Switch"). 8 isteine Steuerung, die den Laser 6, den Schalter 5,die Strahlführung 4 undggf. auch den Werktisch 2 steuert bzw. regelt.
[0019] Schematischrechts neben der Vorrichtung unten ist ein Koordinatensystem angedeutet.Die x- und die z-Achse liegen in der Zeichenebene, die y-Achse ragtsenkrecht aus ihr nach hinten weg. 7 symbolisiert einenSensor, der – auchortsauflösend – die Tiefedes Gesenks fortlaufend misst und der Steuerung 8 mitteilt.Der Sen sor 7 kann also die Tiefe des momentanen Gesenksin z-Richtung messen, und dies ggf. auflösend nach x und y. 9 symbolisiert einenSpeicher zur Speicherung von Prozessdaten, insbesondere etwa dieGesenkdaten und/oder die gemessenen Tiefen, letztere auch in Abhängigkeit vonx- und y-Werten, nach deren Maßgabeder Laserstrahl 3 gesteuert bzw. geregelt, insbesonderegetastet und/oder geführtwird.
[0020] 10 symbolisierteinen Steuerungsteil, der den Laser 6 und/oder den Schalter 5 sosteuert, dass das abzutragende Material vor Eintreffen der Abtragsimpulseerwärmtwird. 2 zeigt hierzu eine Vorgehensweise. 2a zeigt das Ansteuerungssignal GS desGüteschalters 5, 2b den Verlauf LL des entstehenden Laserlichts.Das Signal GS ist getaktet und weist mehrere Impulse P1, P2, P3auf. Die Impulsfrequenz kann zwischen 1 und 200 kHz liegen, dasTastverhältnis(Impulsdauer Ti zu Periodendauer Tp) zwischen 50 und 99 %.
[0021] Einhohes Signal bedeutet Öffnendes Güteschaltersund dementsprechend Einstellen der Resonanzbedingung für den Laserund also Laserlichterzeugung, währendein niedriges Signal die Unterbindung von Laserlichterzeugung bedeutet.In der Zeit, in der kein Laserlicht erzeugt wird, wird der Laser gleichwohlgepumpt, so dass zum Zeitpunkt des Öffnens (Beginn eines ImpulsesPi) zunächstein Impuls hoher Leistung entsteht, wie dies durch die Peaks AI0,AI1, AI2 in 2b im Signal LL angedeutetist. Nach dem Peak sinkt die Laserleistung wieder stark ab, um imweiteren Verlauf ein vergleichsweise stabiles Niveau einer Dauerleistungan zunehmen, das dann einen ErwärmungsimpulsEI1, EI2, EI3 bildet.
[0022] DieAbtragsimpulse AIn und die ErwärmungsimpulseEin werden in dieser Ausführungsformnicht separat durch Betätigendes Güteschalters eingesteuert.Vielmehr ergeben sie sich aus dem Verhalten eines kontinuierlichgepumpten Lasers. Der Schalter wird auch nach dem Abtragsimpulsoffen gehalten, seine ÖffnungsdauerTi kann 5 μsoder mehr betragen. Dadurch werden gleichzeitig zwei Effekte erreicht,nämlichErwärmendes Materials durch die ErwärmungsimpulseEin und Reduzierung der Pumpzeit und damit der Impulsspitzenleistungfür denfolgenden Abtragsimpuls.
[0023] Stattdes gezeigten fallenden und wieder ansteigenden Verlaufs zwischenAbtragsimpuls und Erwärmungsimpulskann auch ein mehr oder minder monoton fallender Verlauf – wie beiAI2 gepunktet dargestellt – eintreten.Der ErwärmungsimpulsEI1, der dann eher die Form eines auf einen stabilen Grenzwert abfallendenVerlaufs hat, bewirkt keine Verdampfung mehr. Er bewirkt aber eineErwärmung desbestrahlten Materials, insbesondere so weit, dass das Material verflüssigt.
[0024] Schematischist dies in 3 gezeigt. 1 bezeichnetabermals das Werkstück, 3 schematisch denwegen seiner Fokussierung konisch zulaufenden Laserstrahl, der inRichtung des Pfeils, also von links nach rechts, geführt wird. 31 symbolisiertdie Grenze zwischen festem und verflüssigtem Material, 32 ist dasverflüssigteMaterial. Die Materialverflüssigung istdurch den Erwärmungsimpulsbewirkt worden. Der Laserstrahl 3 fällt somit in das verflüssigte Ma terial 32 einund kann dieses somit vergleichsweise leicht verdampfen. Das vomErwärmungsimpulsEI1 verflüssigteMaterial wird vom folgenden Abtragsimpuls AI1 verdampft. Es schließt sichdann abermals ein ErwärmungsimpulsEI2 an, der das Material fürden Abtragsimpuls AI2 erwärmt,so dass letzterer seinerseits wieder leichter das Material verdampfenkann.
[0025] Aufdiese Weise könnensich Abtragsleistungen von mehr als 2 μm Schichtdicke (D in 3)ergeben, die Abtragsleistung kann aber auch über 5 μm oder gar über 10μm Schichtdicke liegen.
[0026] DasVerfahren eignet sich insbesondere für kurzgepulste Abtragslaser,also solche, bei denen die Abtragsimpulsdauer Tai (siehe 2b) unter 200 ns liegt, vorzugsweise unter70 ns, weiter vorzugsweise unter 30 ns. Die ImpulsspitzenleistungPmax (siehe 2b) der Abtragsimpulseliegt – bezogenauf die durchsetzte Fläche – knappunterhalb der Ionisations- bzw. Plasmabildungsgrenze. Sie kann kleiner als10^8 W/cm2 sein. Die auf die durchsetzteFläche bezogenemittlere Leistung Pe der Erwärmungsimpulsekann unter 50% der Impulsspitzenleistung Pmax liegen, sie kann auchweniger als 5% oder weniger als 1% von Pmax sein.
[0027] 4 zeigteine weitere Ausführungsform derAbtragsvorrichtung. Gleiche Bezugsziffern wie in 1 bedeutengleiche Komponenten. Die Vorrichtung weist außerdem einen zweiten Laser 13 auf,optional einen weiteren Schalter 14 und ebenso optionaleine Strahlvereinigung 12. Eine Steuerungseinrichtung 11 steuertden zweiten Laser 13 und den ggf. vorhandenen zweiten Schalter 14.
[0028] Allgemeingesprochen kann der erste Laser 6 der Erzeugung der AbtragsimpulseAI dienen, währendder zweite Laser 13 der Erwärmung des abzutragenden Materialsvor Eintreffen der Abtragsimpulse dienen kann. Der Laser 13 kanngepulst betrieben werden, um ErwärmungsimpulseEI zu erzeugen. Hierfürkann ein Schalter 14 vorgesehen sein, oder er kann Dauerlichtaussenden, dann kann auf den Schalter 14 verzichtet werden. 11 symbolisierteine Steuerung zur Ansteuerung des zweiten Lasers 13 undggf. des zweiten Schalters 14.
[0029] 5 deutetein erstes Ansteuerschema der beiden Laser an. 5a zeigtdas Ansteuersignal GS1 des ersten Güteschalters 5, 5b das Ansteuersignal GS2 des zweitenSchalters 14, 5c das LaserlichtLL1 des ersten Lasers 6 und 5d das LichtLL2 des zweiten Lasers 13, alles jeweils schematisch. 5a und c bilden zusammen eine herkömmlicheAnsteuerung eines Lasers zur Bildung von Abtragsimpulsen. Die AbtragsimpulseAI entstehen jeweils in dem Augenblick, in dem der Güteschaltergeöffnetwird, weil sich dann das gepumpte, laseraktive Material plötzlich entlädt. NachSchließendes Güteschalters(am Ende des jeweiligen Impulses) entsteht kein Laserlicht, undder Laser wird bis zum nächstenImpuls wieder gepumpt.
[0030] Zeitlichvor den Impulsen des ersten Lasers 6 liegen Impulse EIdes zweiten Lasers 13. Sie werden durch das Signal GS2des zweiten Schalters 14 gesteuert und entstehen dementsprechendvor den Impulsen LL1 des ersten Lasers als Impulse LL2. Ihre Amplitudekann niederiger oder auch genauso hoch sein wie die der AbtragsimpulseAI. Die ErwärmungsinpulseEI bewirken eine Erwärmung desMaterials. Abermals trifft dann ein Abtragsimpuls AI auf das schonerwärmte,insbesondere verflüssigteMaterial und kann dieses so leicht verdampfen. In diesem Zusammenhangwird darauf verwiesen, dass auch der Erwärmungsimpuls schon einen gewissenAbtrag bewirken kann, wenngleich bei ihm das abgetragene volumengeringer sein kann. Der zeitliche Abstand der Impulse kann kleinerals die 3-fache Impulsbreite sein, vorzugsweise kleiner als diedoppelte Impulsbreite.
[0031] Ineiner weiteren Ausführungsform,die nicht ausdrücklichin ihren Signalverläufendargestellt ist, könnendie SignalverläufeGS 1 und GS2 so kombiniert werden, dass ein einziger Schalter eineseinzigen Lasers mit der kombinierten Impulsfolge angesteuert wirdund dementsprechend auch dieser eine Laser entsprechende Impulsfolgenaussendet. Jeder der einzelnen Impulse liegt dann unter der Ionisations-bzw. Plasmabildungsschwelle, zusammen bewirken sie aber den ausreichendenLeistungseintrag, indem der erste Impuls erwärmt und der zweite Impuls abträgt.
[0032] 6 zeigtschließlicheine weitere Ausführungsformbzw. ein weiteres Ansteuerschema für ein Abtragsverfahren. Die 6a und 6b entsprechen den 5a und 5c undwerden nicht weitererläutert. 6c deutet den Lichtverlauf LL2 der zweitenLaserquelle an. Es handelt sich um kontinuierliches Licht. In dieserAusführungsformkann auf einen Schalter 14 bzw. dessen pulsierende Ansteuerung verzichtetwerden. Das Gleichlicht strahlt dauern auf das Werkstück und bewirktso dessen Erwärmung, insbesonderebis überden Schmelzpunkt, so dass ein Abtragsimpuls mit vergleichsweiseniedrigerer Leistung (und insbesondere Leistung unterhalb der Io nisations-bzw. Plasmabildungsschwelle) die Verdampfung bewirken kann.
[0033] Beimehreren Lichtquellen kann das der Erwärmung dienende Licht dem Abtragslichträumlich vorauslaufendeingestellt werden. In 3 läge dann der entsprechende Lichtkegelrechts des abtragenden Laserstrahls 3. Die Lichtkegel können aberauch so eingestellt sein, dass sie an der gleichen Stelle auf dasWerkstückauftreffen. Der der Erwärmungdienende Lichtstrahl kann fokussiert oder defokussiert auf die Werkstückoberfläche auftreffen.Der abtragende Laserstrahl trifft vorzugsweise fokussiert auf dieWerkstückoberfläche auf,bzw. es liegt die Werkstückoberfläche im tiefenSchärfenbereichdes Laserstrahls.
[0034] DieParameter könnenso eingestellt werden, dass die Erwärmung des Werkstücks nurlokal um den abtragenden Laserstrahl herum erfolgt. Das übrige Werkstück hat Umgebungstemperaurund ist deshalb auch nicht von Verformungen wegen Wärmeausdehungbetroffen. Vorzugsweise erfolgt Materialverflüssigung nur in einem Bereichum den abtragenden Laserstrahl herum, dessen Durchmesser kleinerals 1 mm ist.
[0035] ZurErwärmungkann statt Laserlicht auch konventionelles Licht oder allgemeinelektromagnetische Strahlung verwendet werden. Wenn die ErwärmungsimpulsEI durch einen zweiten Laserstrahl erzeugt werden, kann dieser auchdurch Teilung eines Strahls erzeugt werden, der dann im einen Teilfür die Generierungder Abtragsimpulse und im anderen Teil für die Generierung der Erwärmungsimpulseverwendet wird. Die getrennten Strahlen können wieder zusammengeführt werden(siehe 12 in 4) und können dann gemeinsam die Strahlführung 4 durchlaufen.
权利要求:
Claims (20)
[1] Verfahren zum Abtragen von Material aus der Oberfläche einesWerkstücksmittels eines geführten Laserstrahls,wobei der Laserstrahl Abtrags-Laserlicht, insbesondere Abtragsimpulseauf die Materialoberflächeaussendet, die das abzutragende Material zumindest teilweise verdampfen, dadurchgekennzeichnet, daß dasabzutragende Material vor Eintreffen des Abtrags-Laserlichts erwärmt wird.
[2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dasAbtrags-Laserlicht eine Maximalleistung, insbesondere eine Impulsspitzenleistung hat,die nicht oder nur in geringem Umfang zur Ionisation und/oder Polarisationder umgebenden Atmosphäreführt.
[3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß dieMaterialoberflächeim Fokus oder im Tiefenschärfenbereichdes Laserstrahls liegt.
[4] Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieErwärmungbis überden Schmelzpunkt des abzutragenden Materials erfolgt.
[5] Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieErwärmunglokal und vorzugsweise mit dem geführten Laserstrahl ortsveränderlicherfolgt, weiter vorzugsweise so, daß der Bereich des Schmelzens desMaterials kleiner als 500 μmum die Auftreffstelle des abtragenden Laserstrahls herum ist.
[6] Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieAbtragsimpulse eine Dauer von unter 100 ns haben, vorzugsweise unter40 ns.
[7] Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieErwärmungdes abzutragenden Materials durch elektromagnetische Strahlung,vorzugsweise Licht, weiter vorzugsweise Laserlicht erfolgt.
[8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß dieMaterialerwärmungdurch einen oder mehrere Laserlicht-Erwärmungsimpulseerfolgt.
[9] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß beieinem Erwärmungsimpulsdessen Dauer längerund/oder dessen Spitzenleistung niedriger ist als diejenigen desAbtragsimpulses.
[10] Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,daß einErwärmungsimpulserzeugt wird, indem ein Güteschaltereines Lasers, der zur Erzeugung des Abtragsimpulses geöffnet wird,nach dem Abtragsimpuls offen gehalten wird.
[11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß dasTastverhältniszwischen 70% und 95% liegt.
[12] Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,daß derSchalter längerals 100 ns, vorzugsweise längerals 1 μsgeöffnetgehalten wird.
[13] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß dieAbtragsimpulse durch eine erste Laserlichtquelle und die Erwärmungsimpulsedurch eine zweite Laserlichtquelle erzeugt werden.
[14] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß dieErwärmungdurch Licht aus einer separaten Laserquelle bewirkt wird.
[15] Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieErwärmungdes abzutragenden Materials durch Wärmeleitung von einer Wärmequelleher und/oder mittels Infrarotstrahlung erfolgt.
[16] Vorrichtung zum Abtragen von Material aus der Oberfläche einesWerkstücks(2), insbesondere zur Durchführung des Verfahren nach einemoder mehreren der vorherigen Ansprüche, mit einem erstenLaser (6) zur Erzeugung von Laserlicht (3), einemSchalter (5) zur Erzeugung von Laserlicht-Abtragsimpulsen, einerStrahlführung(4) zur Führungdes Laserstrahls überdas Werkstück,und einer Steuerung (8) zur Steuerung des Lasers,des Schalters und der Strahlführung, gekennzeichnetdurch eine Erwärmungsvorrichtung(3, 5, 10 – 14), die das abzutragendeMaterial vor Eintreffen der Abtragsimpulse erwärmt.
[17] Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,daß dieErwärmungsvorrichtungLaserlicht nützt.
[18] Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,daß dieErwärmungsvorrichtungeinen zweiten Laser (11 – 14) aufweist.
[19] Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,daß dieErwärmungsvorrichtungeine Steuerung (10) aufweist, die den ersten Laser so steuert,dass dieser vor einem Abtragsimpuls einen oder mehrere Erwärmungsimpulsaussendet.
[20] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß beieinem Erwärmungsimpulsdessen Dauer und/oder dessen Spitzenleistung denjenigen des Abtragsimpulsesentsprechen.
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
US9782850B2|2017-10-10|Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding
Kaplan et al.2011|Spatter in laser welding
US4125757A|1978-11-14|Apparatus and method for laser cutting
US8124913B2|2012-02-28|Method for controlling and/or adjusting a welding process and welding device for carrying out a welding process
JP5985834B2|2016-09-06|切替え可能なレーザシステムを有するレーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR20160140849A|2016-12-07|교류 용접 파형을 사용한 용접의 시스템 및 방법 그리고 아연도금 공작물의 용접을 개선하기 위한 향상된 소모품
KR100675535B1|2007-01-30|유리의 절단 방법 및 그 장치
US5719372A|1998-02-17|Laser marking system and method using controlled pulse width of Q-switch
EP1018395B1|2009-07-29|Laserbearbeitungsvorrichtung
JP5638054B2|2014-12-10|Method and system for generating a pulse train for material processing
US7154064B2|2006-12-26|Method of improving weld quality
US7015417B2|2006-03-21|Workpiece welding process
US4356376A|1982-10-26|Pulse laser pretreated machining
KR101411773B1|2014-06-24|적응 임펄스, 그의 정규화 에너지 및 그 사이의 포즈를생성하고 인가함으로써 특정한 특성을 갖는 재료 및조인트를 변경 또는 생성하기 위한 방법
RU2268814C2|2006-01-27|Модификация поверхности
Kuar et al.2006|Modelling and analysis of pulsed Nd: YAG laser machining characteristics during micro-drilling of zirconia |
RU2374334C1|2009-11-27|Способ производства листа текстурованной электротехнической стали
US8927897B2|2015-01-06|Laser maintenance tool
JP6564360B2|2019-08-21|レーザ溶接システムおよび方法
ES2451537T5|2020-03-18|Procedimiento de grabado de, como mínimo, una ranura para formar un inicio de rotura con ayuda de un dispositivo láser con fibra óptica
DE10352402B4|2015-12-17|Laserbearbeitungsmaschine und Laserbearbeitungsverfahren
Mumtaz et al.2010|Selective laser melting of Inconel 625 using pulse shaping
JP3978066B2|2007-09-19|レーザ加工装置
DE19549667B4|2014-01-02|Laserstrahlbearbeitungsverfahren und Laserstrahlbearbeitungsgerät
Dahotre et al.2008|Laser fabrication and machining of materials
同族专利:
公开号 | 公开日
DE102004013475B4|2007-01-25|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2005-10-13| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
2007-07-19| 8364| No opposition during term of opposition|
2015-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
2015-11-16| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026360000 Ipc: B23K0026600000 |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
DE102004013475A|DE102004013475B4|2004-03-18|2004-03-18|Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen von Material|DE102004013475A| DE102004013475B4|2004-03-18|2004-03-18|Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen von Material|
[返回顶部]