CH642891A5 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung eines werkstuecks mittels laserstrahl. - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Barbeitung eines Werkstücks mittels Laserstrahl, wobei ein Laserstrahl erzeugt, gelenkt, durch eine Fokus-sierlinse gebündelt und auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks geworfen wird, wobei ferner dem dadurch erzeugten Brennfleck koaxial zum Laserstrahl ein Gas über eine Düse zugeleitet wird.
Die Bearbeitung von vorwiegend flächenhaften Werkstücken mittels Laserstrahl nimmt in der Fertigungstechnik bei der Formgebung von Metallen, Kunststoffen, Holz usw. einen immer breiteren Raum ein. Dabei wird gewissermas-sen in Anlehnung an die altbekannte autogene Gasschweissund Schneidtechnik ein in einem optischen System geführter Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche fokussiert und das zu bearbeitende Material örtlich derart erhitzt, dass es schmilzt bzw. verdampft oder verbrennt. In der Regel wird die Fokussierung des Laserstrahls durch einen Hohlspiegel oder eine Linse bewerkstelligt und koaxial zum Strahlenkegel eine meist ebenfalls kegelförmige Düse zur Zuführung von inertem oder reaktivem Gas auf die Werkstückoberfläche angeordnet. Solche Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt (z.B. VDI-Z 119 [1977] Nr. 20, Oktober, S. 967 u.ff.).
Wesentliche Voraussetzung für ein einwandfreies Arbeiten nach dem Laserstrahlverfahren ist einerseits die grösstmögliche Freiheit der Brennpunktlage bezüglich Werkstück und andere Bezugspunkte wie Düsenkopf usw. und grösstmögliche Verringerung der Erwärmungszone des Werkstücks. Diese Bedingungen werden1 von herkömmlichen Vorrichtungen nur sehr mangelhaft erfüllt. Der ersten Forderung sucht man durch eine in einem Gewindering ge-fassten und durch Verdrehen; in der Höhe verstellbaren Linse gerecht zu werden. Durch die unvermeidlichen Un-symmetrien der Linse bzw. ihrer Fassung sowie des in Kauf genommenen «Spiels» der Linsenbefestigung wird dadurch jedoch die Achslage des Laserstrahls verändert und ein Nach-Einstellen und Nach-Richten der Apparatur ist unvermeidlich. Ansonst wird durch Streifen und Reflektieren des Laserstrahls an der Innenwand der Düse dessen Energie zum Teil verbraucht und ein genaues Fokussieren auf der Werkstückoberfläche verunmöglicht. Die zweite Forderung wird meistens nicht erfüllt, so dass in der Regel scharfkantige Ecken im Grundriss des Werkstücks wegen des auftretenden Wärmestausches nicht sauber und genau ausgeführt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, welche es ermöglichen, die Lage des Brennpunkts (Brennfleck) des Laserstrahls relativ zur Werkstückoberfläche, relativ zur Düse und relativ zu den Auflagefüssen oder dem Höhenabtaster oder einem anderen geeigneten Bezugspunkt auf einfache Weise in Richtung der Laserstrahlachse ohne Nachjustierung bezüglich der Werkstükkoordinaten zu verschieben.
Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, anzugeben wie die Ausdehnung der Erwärmungszonen des Werkstücks verringert und insbesondere die Wärmestauung an kritischen Punkten vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Brennfleck zur Fixierung der Werkstiickkoordina-ten; und/oder einer Düsenöffnung des Laserstrahls in Richtung der Laserstrahlachse relativ zu einem auf dieser Achse liegenden festen Bezugspunkt verschoben wird, und dass die Oberfläche des Werkstücks im Brennfleck und in dessen unmittelbarer Umgebung durch ein konzentrisch auf dieses geführtes Kühlmittel in Form eines Gas- und/oder Flüssigkeitsstromes gekühlt wird!; sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fokussierungslinse verkantungsfrei in Richtung -der optischen Achse koaxial1 zum Laserstrahl verschiebbar angeordnet ist, dergestalt, dass sie fest in einer in ihrer Längssachse mittels eines Einstellringes in Form eines Gewinderings einstellbaren Hülse gefasst ist, welche sich ihrerseits mit einer genauen Passung in einem Gehäuse befindet, dessen Innenquerschnitt dem Aussenquer-schnitt der Hülse entspricht.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Laserstrahl-V orrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den optischen Teil eines Laserstrahl-Schneidkopfes,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Düsenstocks des Schneidkopfes mit 4 Zuführungsrohren für das Werkstück-Kühlmittel,
Fig. 4 einen Aufriss und teilweisen Längsschnitt durch einen Düsenstock mit Kegeldüse für das Werkstück-Kühlmittel und
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Ring der Kegeldüse nach Fig. 4.
In Fig. 1 ist der schematische Längsschnitt durch eine insbesondere zum Schmelz- und Brennschneiden geeignete Laserstrahl-Vorrichtung dargestellt. Die in einer Linsenfassung 3 untergebrachte Fokussierungslinse 2 konzentriert den ankommenden Laserstrahl 1 im Brennfleck 4 im Bereich der Oberfläche des Werkstücks 5, welches beispielsweise im vorliegenden Fall ein ebenes Blech ist. Im Gehäuse 6 ist ein aus einer Aussenhülse 7 und einer Innenhülse 8 bestehender Gleitkörper koaxial zum Laserstrahl 1 angeordnet, welcher in Längsrichtung des Laserstrahls 1. relativ zum Gehäuse 6 verschiebbar ist. Zwischen den beiden ineinandergesteckten und dicht abschliessenden Hülsen 7 und 8 befindet sich ein Kühlkanal 9 für die Linsenkühlung, der von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel 11 durchströmt wird, welches über den Kühlmittelanschluss 10 zugeführt wird, wobei letzterer gleizeitig als Führungsstutzen in einer entsprechenden Nut im Gehäuse 6 dienen kann. Der Kühlkanal 9 kann als Ringkanal gestaltet sein, oder er kann aus einzelnen längsachsparallelen Nuten oder Riefen bestehen oder sonst in irgend einer Weise ausgebildet sein. Als Kühlmittel 11 wird vorzugsweise Wasser verwendet. Im Gehäuse 6 ist ein als Gewindering ausgeführter Einstellring 12 gelagert, dessen Innengewinde in ein entsprechendes Aussengewinde der Aussenhülse 7 eingreift. Durch Verdrehen des Einstellrings 12 kann die Hülsenkombination 7/8 und somit die Fokussierungslinse 2 parallel zur Längsachse des Laserstrahls 1 relativ zu einen auf diesem angenommenen Bezugspunkt verschoben werden ohne dass sich die Fokussierungslinse dabei verkantet. Am unteren Flansch des Gehäuses 6 befindet sich die mit einem Anschluss 14 für die Gaszufuhr versehene Düse 13. Als Gas 15 kann je nach dem beabsichtigten Verfahren ein inertes Gas (Ar, N2) oder ein reaktives Gas (02) Verwendung finden An der unteren Partie der Düse 13 befindet sich der
Kühlmittelanschluss 16 für die Werkstückkühlung. Der Anschluss 16 ist dergestalt, dass das Kühlmittel 17 für die Kühlung der Oberfläche des Werkstücks 5 in unmittelbarer Nähe des Brennflecks 4 konzentrisch auf diesen hin zugeführt wird. Demnach kann der Anschluss 16 aus mehreren auf einem Kegelmantel liegenden Rohren bestehen oder als kegelförmiger Ringkanal gestaltet sein, wobei die Spitze des virtuellen' Kegels im Brennfleck 4 liegt. Als Kühlmittel 17 ist prinzipiell ein gasförmiges oder flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser, einsetzbar.
Fig. 2 zeigt einen Längssschnitt durch eine praktische Ausführung des optischen Teils eines Laserstrahl-Schneidkopfes, welcher die verschiebbare Linse 2 von Fig. 1 (hier nicht gezeichnet) aufnimmt. Das Gehäuse ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus dem eigentlichen Gehäuse 6 und dem Gehäuseoberteil 18, welcher mit sechs durch hier nicht gezeichnete Schrauben (vorzugsweise Innensechskantschrauben parallel zur optischen Achse) zusammengehalten ist. Die Gehäuseteile 6 und 18 haben vorzugsweise innen kreisförmigen, aussen quadratischen Querschnitt, können aber prinzipiell beliebige polygonale oder auch teils polygonale, teils kreisrunde oder elliptische Begrenzungsquerschnitte aufweisen. Im allgemeinen werden diese Bauteile zwecks Einsparung von Gewicht und Bearbeitungskosten' in AL-Le-gierungen ausgeführt. Das Gehäuse 6 ist zur strengen Parallelführung der Hülsen 7 und 8 und zur Aufnahme der gleichzeitig als Führungsstutzen dienenden Kühlmittelanschluss 10 mit einer längsachsparallelen Führungsnut 31 versehen. Ausserdem weist es eine rechteckige Aussparung 29 für eine Skala 22 auf, an welcher die relative Lage der Hülsen 7/8 abgelesen werden, kann. Das Gehäuseoberteil 18 weist an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten je eine Aussparung 19 auf, durch welche der in Gehäuse 6 gelagerte Einstellring 12, welcher zu diesem Zweck mit einer Rändelung 21 versehen ist, von Hand gedreht werden kann. Seine relative Stellung kann an der Skala 22 gegenüber einer feststehenden Marke im Gehäuse 6 abgelesen werden. Der Einstellring 12 weist ein Innengewinde 20 auf, in welches das Aussengewinde 23 der Aussenhülse 7 eingreift. Letztere ist gegenüber dem Gehäuse 6 über einen Dichtungsring 24 (vorzugsweise O-Ring) abgedichtet. Vorzugsweise wird der Einstelling 12 aus Messing (verchromt) und die Aussenü'se 7 aus korrosionsbeständigem Stahl gefertigt. Nach oben hin1 ist die Aussenhülse 7 mit einem Ab-schlussring 25 (Seegerring) versehen. Die Passung zwischen Gehäuse 6 und Aussenhülse 7 ist dergestalt, dass sich letztere gut dichtend achsparallel von Hand über den Einstell-ring 12 verschieben lässt (vorzugsweise H7). Die über die Dichtungsringe 26 (O-Ringe) streng eingepasste Innenhülse 8 weist an ihrem äusseren Umfang Kühlkanäle 9 auf, welche im vorliegenden Fall als mäand'erförmige Nuten 27 ausgebildet sind, wobei je ein gerader, auf einer Mantellinie liegender Teil mit einem bogenförmigen', am Umfang fortschreitenden Teil abwechselt. Diese Kühlkanäle können auch eine andere Form, beispielsweise parallele Nuten oder schraubenförmige Rillen aufweisen. Die Innenhülse 8 ist auf ihrer Innenfläche mit einem durchgehenden Innengewinde 28 zwecks Befestigung der Linse 2 über die Fassung 3 (Fig. 1) versehen. Dies gestattet, Linsen sehr unterschiedlicher Brennweiten einzubauen, ohne die äussere Geometrie des ankommenden Laserstrahls 1 (Fig. 1) anpassen zu müssen. Die Feineinstellung geschieht mittels des Einstellrings 12. Vorzugsweise wird die Innenhülse 8 ebenfalls in- AL-Le-gierung ausgeführt. Die hier dargestellte Konstruktion- bezieht sich auf hohlzylindrische Hülsen 7/8. Der Kreisquerschnitt ist jedoch nicht die einzig gangbare Form, und es können se'bstverständlich auch quadratische, sechseckige, achteckige oder andere Querschnitte (z.B. aus Geraden und
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Kreisbogen zusammengesetzt) ausgeführt werden1, wobei jedoch das Gewindeprinzip an den betreffenden Stellen (20 bzw. 23) beibehalten wird.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung (gegenüber Betriebslage umgedreht) eines Düsenstocks des Laserstrahl-Schneidkopfes mit 4 Zuführungsrohren für das Werkstückkühlmittel 17 (gemäss Fig. 1). Auf dem Gehäuse 6 sitzt der Düsenflansch 32, welcher die eigentliche Düse 13 mit der Düsenöffnung 33 für den Laserstrahl und den Austritt des inerten oder reaktiven Gases 15 (gemäss Fig. 1) trägt. Der Kühlmittelanschluss 16 für die Werkstückkühlung geht in die vier Zuführungsrohre 34 für die Kühlmittelstrahlen über, welche auf einem virtuellen Kegelmantel liegen, dessen Spitze im Brennfleck 4 (siehe Fig. 1) steht. Auf diese Weise werden die Kühlmittelstrahlen konzentrisch auf die in unmittelbarer Nähe des Brennfleckes 4 sich befindende Werkstückoberfläche geworfen.
Selbstverständlich kann die Anordnung auch mit einer anderen Anzahl (beispielsweise 1, 2, 3, 6, 8 usw.) an Zuführungsrohren 34 ausgeführt werden. Die Wahl hängt vor allem von der Laserleistung und der Dicke des Werkstücks ab.
In Fig. 4 ist ein Aufriss mit teilweisem Längsschnitt durch eine andere Konstruktion eines Düsenstocks mit Kegeldüse dargestellt. Die Düse 13 ist mit dem Düsenflansch 32 fest und gasdicht mit dem Gehäuse 6 verbunden und weist wiederum die Düsenöffnung 33 auf. Der hier nicht 5 gezeichnete Laserstrahl 1 (siehe Fig. 1) erzeugt auf dem Werkstück 5 (siehe Fig. 1) den Brennfleck 4. Konzentrisch zur Düsenachse ist ein Ring 35 für die Kühlmittelzufuhr angeordnet, in welchen der Kühlmittelanschluss 16 mündet. In den Ring 35 ist ein torusförmiger Ringkanal 36 für io das Kühlmittel 17 (gemäss Fig. 1) eingearbeitet. Dieser geht in Richtung auf den Brennfleck 4 hin in eine Kegeldüse 37 zur Erzeugung eines kegelförmigen Kühlmittelschteiers über, welcher konzentrisch auf die Werkstückoberfläche im Brennfleck 4 auftrifft.
15 Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Ring 35 der Kegeldüse 37 gemäss Fig. 4. Die übrigen'Bezugszeichen entsprechen der Fig. 4 und erklären sich von selbst.
Die anhand der Figuren aufgezeigte senkrechte Bearbeitungsweise gilt in analoger Weise auch für schiefwink-20 lige Anwendungen. In praxi wird die Vorrichtung, beispielsweise zum Bohren oder zur Feinbearbeitung in Winkeln bis zu ± 80°, zu einer auf dem Werkstück ausgerichteten Normalen erfolgreich eingesetzt.
3 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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1. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstückes mittels Laserstrahl, wobei ein Laserstrahl erzeugt, gelenkt,
durch eine Fokussierungslinse gebündelt und' auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks geworfen wird, wobei ferner dem dadurch erzeugten Brennfleck koaxial zum Laserstrahl ein Gas über eine Düse zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennfleck (4) zur Fixierung der Werkstückkoordinaten und/oder einer Düsenöffnung (33) des Laserstrahls in Richtung der Laserstrahlachse (1) relativ zu einem auf dieser Achse liegenden festen Bezugspunkt verschoben wird, und dass die Oberfläche des Werkstücks (5) im Brennfleck (4) und in dessen unmittelbarer Umgebung durch ein konzentrisch auf dieses geführtes Kühlmittel (17) in Form eines Gas- und/oder Flüssigkeitsstromes gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennfleck (4) zusammen mit der optischen Fokussierungseinrichtung (2) parallel und in Längsrichtung des Laserstrahls (1) verschoben wird.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein auf einem Kegelmantel eines zum Laserstrahl (1) koaxialen Kegels liegender Flüssigkeitsstrahl, dessen Spitze wenigstens annähernd im Brennfleck (4) liegt, als Kühlmittel (17) des Werkstücks herangezogen) wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kühlmittel (17) des Werkstücks dienende Flüssigkeitsstrom die Form einer geschlossenen auf einem Kegelmantel liegenden Schleiers aufweist, dessen Spitze sich wenigstens annähernd im Brennfleck (4) befindet.
5. Laserstrahl-Vorrichtung zur Durchführung dtes Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Fokussierungslinse (2) für den Laserstrahl und einer Düse für die Gaszufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussierungslinse (2) verkantungsfrei in Richtung der optischen Achse koaxial zum Laserstrahl (1) verschiebbar angeordnet ist, dergestalt, dass sie fest in einer in ihrer Längsachse mittels eines Einstellrings (12) in Form eines Gewinderings einstellbaren Hülse (7; 8) gefasst ist, welche sich ihrerseits mit einer genauen Passung in einem Gehäuse (6) befindet, dessen Innenquerschnitt dem Aussenquerschnitt der Hülse (7; 8) entspricht.
6. Laserstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das die Hülse (7; 8) und das Gehäuse (6) je einen hohlzylindrischen Querschnitt aufweisen und dass die erstere mit einem durchgehenden Innengewinde (28) zwecks Aufnahme der Linsenfassung versehen ist.
7. Laserstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse aus einer Innen,- (7) und einer Aussenhülse (8) besteht, wobei erstere an ihrem äusserem Umfang mäanderförmige, in ihrem geraden achspar-allelen Teil auf je einer Mantellinie liegende, fortlaufend unter sich verbundene Nuten (27) aufweist, welche zusammen mit der Aussenhülse (8) einen durchgehenden Kühlkanal (9) bilden, welcher mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel (11) für die Linsenkühlung beaufschlagt ist.
8. Laserstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (12) aus Mes-sind', die Innenhülse (8) und das Gehäure (6) aus einer Aluminiumlegierung und die Aussenhülse (7) aus einem korrosionsbeständigen Stahl bestehen und dass zwischen der Innen- (8) und der Aussenhülse (7) und zwischen' der Aussenhülse (7) und dem Gehluse (6) je 2 bzw. 1 Dichtungsring (24; 25; 26) vorgesehen sind.
9. Laserstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (13) zusätzlich mit mindestens einem auf einem Kegelmantel liegenden, nach dem Brennfleck (4) hin gerichteten Rohr (34) für die Zufuhr eines Kühlmittels (17) versehen ist, wobei die Spitze dieses virtuellen Kegels wenigstens annähernd im Brennfleck (4) liegt.
10. Laserstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (13) zusätzlich mit einer durch zwei zum Laserstrahl (1) koaxiale Kegelflächen begrenzten, an einen Ringkanal (36) anschliessenden Düse (37) für die Zufuhr eines Kühlmittels (17) versehen ist.
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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1038179A CH642891A5 (de) 1979-11-21 1979-11-21 Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung eines werkstuecks mittels laserstrahl.
DE8026897U DE8026897U1 (de) 1979-11-21 1980-10-08 Laserstrahl-Vorrichtung zum Schmelz- und Brennschneiden
DE19803037981 DE3037981A1 (de) 1979-11-21 1980-10-08 Verfahren und vorrichtung zum laserstrahl-schmelz- und brennschneiden
FR8024382A FR2469975A1 (fr) 1979-11-21 1980-11-17 Procede et dispositif pour couper des materiaux a l'aide d'un faisceau laser
GB8036797A GB2064399B (en) 1979-11-21 1980-11-17 Process and device for laser-beam melting and flame cutting
US06/207,926 US4324972A (en) 1979-11-21 1980-11-18 Process and device for laser-beam melting and flame cutting
IT50198/80A IT1146065B (it) 1979-11-21 1980-11-19 Procedimento e dispositivo per tagliare per fusione e alla fiamma a raggio laser

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113118650A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 江苏亚威机床股份有限公司 一种厚板激光穿孔加工方法

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043837B2 (ja) * 1981-02-24 1985-09-30 アマダ・エンジニアリング・アンド・サ−ビス・カンパニ−・インコ−ポレ−テツド レ−ザ加工装置
DE3110235A1 (de) * 1981-03-17 1982-10-21 Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen "verfahren und vorrichtung zum brennschneiden mittels eines laserstrahls"
SU1266463A3 (ru) * 1981-07-10 1986-10-23 Хауни-Верке Кербер Унд Ко.,Кг (Фирма) Устройство дл перфорировани движущегос тонкого материала
SE440751B (sv) * 1981-10-06 1985-08-19 Asea Ab Sett att utforma gjutgods och avlegsna vid gjutningen bildade grader vid delningsplan och kernstod
DE3332531A1 (de) * 1983-09-09 1985-03-28 Hans-Dieter 7121 Gemmrigheim Layh Lasersystem zur bearbeitung von werkstuecken
AU589353B2 (en) * 1984-02-17 1989-10-12 Robert Langen Procedure for removal of impurities, in particular rust, from the surface of a metal
DE3411140A1 (de) * 1984-03-26 1985-09-26 BIAS Forschungs- und Entwicklungs-Labor für angewandte Strahltechnik GmbH, 2820 Bremen Verfahren zum ausrichten eines arbeitskopfes fuer eine fokussierte hochleistungsenergiequelle und arbeitskopf, insbesondere zur durchfuehrung des verfahrens
DE3433961A1 (de) * 1984-05-18 1985-11-21 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zum unterstuetzen eines eisbrechvorganges
GB2163692B (en) * 1984-08-30 1988-11-30 Ferranti Plc Laser apparatus
DE3513501A1 (de) * 1985-04-16 1986-10-16 Rofin-Sinar Laser GmbH, 2000 Hamburg Laserschweissgeraet
CH667413A5 (de) * 1985-09-24 1988-10-14 Laser Work Ag Verfahren und vorrichtung zum fokussieren einer linse bei der laserstrahl-bearbeitung eines werkstueckes.
US4639572A (en) * 1985-11-25 1987-01-27 Ibm Corporation Laser cutting of composite materials
US4639571A (en) * 1985-11-29 1987-01-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of beam welding metallic parts together and apparatus for doing same
DE3601504A1 (de) * 1986-01-20 1987-07-23 Arnold Glaswerke Verfahren zur herstellung eines hohlprofiles fuer isolierglas
AT393241B (de) * 1986-06-11 1991-09-10 Aga Ab Verfahren zum laserschneiden von metallischen werkstuecken
US4952771A (en) * 1986-12-18 1990-08-28 Aesculap Ag Process for cutting a material by means of a laser beam
CH682060A5 (de) * 1987-05-18 1993-07-15 Weidmueller C A Gmbh Co
US4859826A (en) * 1987-07-17 1989-08-22 Laser Applications, Inc. Simultaneously cutting and welding sheet metal using laser energy
US4798931A (en) * 1987-07-17 1989-01-17 Laser Applications, Inc. Simultaneously cutting and welding sheet metal using laser energy
JPH0324251Y2 (de) * 1987-09-03 1991-05-27
AT391436B (de) * 1987-10-30 1990-10-10 Prihoda Hans Laserschneidduese
DE3801068A1 (de) * 1988-01-15 1989-07-27 Maho Ag Verfahren und vorrichtung zum abtragen mittels gebuendelter energiestrahlen
DE3940766A1 (de) * 1989-12-09 1991-06-13 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum schneiden von werkstoffen
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
US5210944A (en) * 1990-11-13 1993-05-18 General Electric Company Method for making a gas turbine engine component
US5113582A (en) * 1990-11-13 1992-05-19 General Electric Company Method for making a gas turbine engine component
US5120395A (en) * 1990-11-13 1992-06-09 General Electric Company Method for making a gas turbine engine component with a textured surface
AT401247B (de) * 1991-02-15 1996-07-25 Schuoecker Dieter Dipl Ing Dr Laserbearbeitungsvorrichtung
US5227604A (en) * 1991-06-28 1993-07-13 Digital Equipment Corporation Atmospheric pressure gaseous-flux-assisted laser reflow soldering
DE4240189A1 (de) * 1992-11-30 1994-06-01 Linde Ag Verfahren zum Schweißen von Werkstücken mittels eines Laserstrahles und Laserschweißdüse
DE4240190A1 (de) * 1992-11-30 1994-06-01 Linde Ag Verfahren zum materialabtragenden Bearbeiten eines Werkstückes mittels eines Laserstrahles und Laserdüse
US5419971A (en) 1993-03-03 1995-05-30 General Electric Company Enhanced thermal barrier coating system
US5683600A (en) * 1993-03-17 1997-11-04 General Electric Company Gas turbine engine component with compound cooling holes and method for making the same
US5477025A (en) * 1994-01-14 1995-12-19 Quantum Laser Corporation Laser nozzle
DE19537924C2 (de) * 1994-10-18 1997-06-12 Thyssen Industrie Verfahren zum Kühlen des Schweißnahtbereichs beim Laserschweißen und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens
DE29507189U1 (de) * 1995-04-28 1995-06-29 Precitec Gmbh Anschlußkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls
US5767481A (en) * 1995-09-18 1998-06-16 Voith Sulzer Paper Technology North America, Inc. Laser tail cutter assembly
US5994667A (en) * 1997-10-15 1999-11-30 Scimed Life Systems, Inc. Method and apparatus for laser cutting hollow workpieces
JP3745899B2 (ja) * 1998-04-13 2006-02-15 ヤマザキマザック株式会社 レーザ加工機
US6822187B1 (en) * 1998-09-09 2004-11-23 Gsi Lumonics Corporation Robotically operated laser head
EP1459835B1 (de) 2003-03-15 2013-04-24 TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Laserbearbeitungsverfahren mit einem Laserbearbeitungskopf zum Laserschneiden und zum Laserschweissen
CA2489941C (en) * 2003-12-18 2012-08-14 Comau S.P.A. A method and device for laser welding
US20060039419A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-23 Tan Deshi Method and apparatus for laser trimming of resistors using ultrafast laser pulse from ultrafast laser oscillator operating in picosecond and femtosecond pulse widths
US7550693B2 (en) * 2005-02-04 2009-06-23 Honeywell International Inc. Hand-held laser welding wand with improved optical assembly serviceability features
DE102005030067A1 (de) * 2005-06-27 2006-12-28 FHS Hochschule für Technik, Wirtschaft und soziale Arbeit St. Gallen Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes durch ein generatives 3D-Verfahren
FR2891483B1 (fr) * 2005-10-05 2009-05-15 Commissariat Energie Atomique Procede et installation de decoupe/de soudage laser
US20070084839A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Wenwu Zhang Thermal forming systems and active cooling processes
GB0610305D0 (en) * 2006-05-24 2006-07-05 Boc Group Plc Laser cutting head
DE102006045554A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Keysystech Gmbh Schutzvorrichtung für die Optik eines Laserschweißscanners
TWI341242B (en) * 2007-07-31 2011-05-01 Nat Applied Res Laboratories Device for cutting brittle material
US11590606B2 (en) * 2008-08-20 2023-02-28 Foro Energy, Inc. High power laser tunneling mining and construction equipment and methods of use
US9664012B2 (en) 2008-08-20 2017-05-30 Foro Energy, Inc. High power laser decomissioning of multistring and damaged wells
US20120074110A1 (en) * 2008-08-20 2012-03-29 Zediker Mark S Fluid laser jets, cutting heads, tools and methods of use
US9089928B2 (en) 2008-08-20 2015-07-28 Foro Energy, Inc. Laser systems and methods for the removal of structures
US9669492B2 (en) 2008-08-20 2017-06-06 Foro Energy, Inc. High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use
JP5632924B2 (ja) * 2009-11-03 2014-11-26 ザ セクレタリー,デパートメント オブ アトミック エナジー,ガヴァメント,オブ インディア レーザ溶接によって結合されたニオブ部品を備えるニオブベース超伝導無線周波(scrf)キャビティおよびその製造方法並びに製造装置
CN102513703B (zh) * 2011-11-22 2014-11-26 无锡庆源激光科技有限公司 激光切割吹气喷头
CN103212802A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 昆山思拓机器有限公司 用于薄壁管材激光微加工的同轴式喷嘴
JP5364856B1 (ja) * 2013-02-27 2013-12-11 三菱重工業株式会社 加工装置、加工方法
CN103521921B (zh) * 2013-10-29 2016-06-22 西安炬光科技股份有限公司 一种高功率半导体激光器加工系统
US9731381B2 (en) 2013-11-22 2017-08-15 Salvagnini Italia S.P.A. Laser cutting head for machine tool
ES2608034T3 (es) 2013-11-22 2017-04-05 Salvagnini Italia S.P.A. Cabezal de corte por láser para máquina herramienta con unidad de refrigeración fijada al cabezal
US10307864B2 (en) * 2013-12-13 2019-06-04 Avonisys Ag Methods and systems to keep a work piece surface free from liquid accumulation while performing liquid-jet guided laser based material processing
EP3251785B1 (de) * 2015-01-30 2020-05-13 Makino Milling Machine Co., Ltd. Laserbearbeitungsmaschine und ausrichtungsjustierverfahren
DE102015208157B4 (de) 2015-05-04 2017-06-14 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Schneidgasdüse und Laserschneidverfahren mit verschiebbarer Ventilhülse zum Einstellen der Strömungscharakteristik
JP6647829B2 (ja) * 2015-10-20 2020-02-14 株式会社ディスコ レーザ加工装置
JP2018531799A (ja) * 2015-10-30 2018-11-01 ハイパーサーム インコーポレイテッド レーザ部品の水冷のためのレーザ加工ヘッド用の熱調整装置
CN105414769B (zh) * 2015-11-24 2017-11-28 苏州大学 激光加工中心
US10335900B2 (en) * 2016-03-03 2019-07-02 General Electric Company Protective shield for liquid guided laser cutting tools
CN105665705A (zh) * 2016-03-18 2016-06-15 山东能源重装集团大族再制造有限公司 一种金属3d打印装置
US20180169787A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 John Murkin Compact laser machining head
JP6450784B2 (ja) * 2017-01-19 2019-01-09 ファナック株式会社 レーザ加工機
JP6450783B2 (ja) 2017-01-19 2019-01-09 ファナック株式会社 レーザ加工ヘッド用ノズル
CN110549003A (zh) * 2018-05-30 2019-12-10 佛山市嘉实和生物科技有限公司 一种激光设备及其激光切割头设备
JP6852031B2 (ja) * 2018-09-26 2021-03-31 株式会社東芝 溶接装置及びノズル装置
CN109202311A (zh) * 2018-11-08 2019-01-15 岗春激光科技(江苏)有限公司 激光聚焦镜筒冷却装置及激光加工设备
DE202018107281U1 (de) 2018-12-19 2019-01-08 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Strahlformungseinheit mit Kühlsystem für Hochleistungslaser
DE102019103659B4 (de) * 2019-02-13 2023-11-30 Bystronic Laser Ag Gasführung, Laserschneidkopf und Laserschneidmaschine
CN110899962A (zh) * 2019-12-19 2020-03-24 苏州德吉克激光设备有限公司 一种光纤激光切割器的智能调焦设备及其调焦方法
CN113579410B (zh) * 2021-10-08 2021-12-07 振东冶金科技江苏有限公司 一种自适应异形工件轮廓的气焰切割装置
CN114535838A (zh) * 2022-04-02 2022-05-27 昆山恒盛金属科技有限公司 钣金加工用激光切割装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3246563A (en) * 1962-09-26 1966-04-19 Milton L Quammen Telescopic eyepiece assembly with static and dynamic bellows-type seal
DE1615392A1 (de) * 1967-03-28 1970-05-21 Siemens Ag Optische Einrichtung fuer Bearbeitungslaser
US3569660A (en) * 1968-07-29 1971-03-09 Nat Res Dev Laser cutting apparatus
GB1242123A (en) * 1968-11-12 1971-08-11 Nat Res Dev Improvements relating to a method and apparatus for laser beam cutting
US3626141A (en) * 1970-04-30 1971-12-07 Quantronix Corp Laser scribing apparatus
CA991277A (en) * 1972-07-03 1976-06-15 David Sciaky Laser beam manipulator and protective system
DE2338514A1 (de) * 1973-07-30 1975-02-20 Lks Laser Kombinationssysteme Verfahren und vorrichtung zur laserstrahl-bearbeitung von werkstuecken
JPS5549721B2 (de) * 1973-07-30 1980-12-13
US4002877A (en) * 1974-12-13 1977-01-11 United Technologies Corporation Method of cutting with laser radiation and liquid coolant
US4027137A (en) * 1975-09-17 1977-05-31 International Business Machines Corporation Laser drilling nozzle
DD123788A1 (de) * 1976-01-09 1977-01-19
US4125757A (en) * 1977-11-04 1978-11-14 The Torrington Company Apparatus and method for laser cutting
JPS54131543A (en) * 1978-04-04 1979-10-12 Kawasaki Steel Co Laser welding nozzle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113118650A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 江苏亚威机床股份有限公司 一种厚板激光穿孔加工方法
CN113118650B (zh) * 2019-12-31 2022-03-15 江苏亚威机床股份有限公司 一种厚板激光穿孔加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3037981C2 (de) 1988-10-13
DE3037981A1 (de) 1981-06-04
IT8050198A0 (it) 1980-11-19
DE8026897U1 (de) 1981-09-17
US4324972A (en) 1982-04-13
FR2469975A1 (fr) 1981-05-29
IT1146065B (it) 1986-11-12
FR2469975B1 (de) 1984-09-28
GB2064399A (en) 1981-06-17
GB2064399B (en) 1984-10-03

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