DE10120725C1 - Powder nozzle used for surface treating using a laser beam comprises an inner part, an outer part, and an expansion chamber for distributing a powder gas mixture flowing into an annular gap - Google Patents

Powder nozzle used for surface treating using a laser beam comprises an inner part, an outer part, and an expansion chamber for distributing a powder gas mixture flowing into an annular gap

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DE10120725C1 DE10120725A DE10120725A DE10120725C1 DE 10120725 C1 DE10120725 C1 DE 10120725C1 DE 10120725 A DE10120725 A DE 10120725A DE 10120725 A DE10120725 A DE 10120725A DE 10120725 C1 DE10120725 C1 DE 10120725C1
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Gerhard Backes
Ernst Wolfgang Kreutz
Stefanie Keutgen
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Abstract

Powder nozzle comprises an inner part (1); an outer part (2); and an expansion chamber (4) for distributing a powder gas mixture flowing into an annular gap (8). A diffuser (5) is arranged on the inner part in the expansion chamber. The annular gap is arranged coaxially to the spreading axis of the laser beam (10). Preferred Features: The diffuser is a rod or ball diffuser. An adjusting unit (3) is provided opposite the inner part for finely adjusting the outer part.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Pulverdüse zur Oberflächenbearbeitung gemäß Anspruch 1. Die Pulverdüse erlaubt es aufgrund ihrer kompakten Bauweise auch an schwer zugängigen Stellen eine Pulverdüse mit koaxialer Pulvergaszufuhr einzusetzen. Die erfindungsgemäße Pulverdüse vereint den Vorteile von Düsen mit seitlicher Pulvergaszufuhr, also gute Erreichbarkeit von schwer zugängigen Stellen, und den Vorteil von Düsen mit koaxialer Pulvergaszufuhr, also die Möglichkeit der richtungsunabhängigen Bearbeitung.The invention relates to a powder nozzle for surface processing according to claim 1. Die Thanks to its compact design, the powder nozzle allows it to be accessed even in difficult-to-access areas Place a powder nozzle with a coaxial powder gas supply. The invention Powder nozzle combines the advantages of nozzles with lateral powder gas supply, i.e. good ones Accessibility of hard-to-reach places, and the advantage of nozzles with coaxial Powder gas supply, i.e. the possibility of direction-independent processing.

Stand der TechnikState of the art

Die Verfahren Dispergieren, Legieren und Beschichten mittels Laserstrahlung (auch als Laserauftragschweißen oder Lasergenerieren bezeichnet) werden zur Randschichtbehandlung und zum Generieren von Bauteilen mit Zusatzwerkstoffen verwendet.The processes of dispersing, alloying and coating using laser radiation (also as Laser cladding or laser generation) are used for Surface treatment and for generating components with filler materials used.

Dabei wird mit einem Laserstrahl auf der Oberfläche eines Bauteils ein Schmelzbad erzeugt, in das über eine Pulverdüse mittels Fördergas ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff injiziert wird. Dabei schmilzt der Zusatzwerkstoff auf und durch Verfahren des Bauteils relativ zum Laserstrahl entsteht auf der Bauteiloberfläche eine Schicht, die mit dem Grundwerkstoff über die Verbindungszone verschmolzen ist. Zusätzlich entsteht im Grundmaterial eine Wärmeeinflußzone. Die Pulverzufuhr spielt bei diesem Prozess eine bedeutende Rolle. Dabei unterscheidet man im wesentlichen zwischen drei Möglichkeiten das Pulver zuzuführen. Die erste Möglichkeit ist die seitliche Pulverzufuhr, bei der das Pulver unter einem bestimmten Winkel von nur einer Seite in das Schmelzbad injiziert wird. Bei der zweiten Möglichkeit wird das Pulver durch mehrere Teilstrahlen, die um den Laserstrahl herum positioniert sind, injiziert.A melt pool is created on the surface of a component with a laser beam, into which a powdery filler material is injected via a powder nozzle using a conveying gas  becomes. The filler material melts on and by moving the component relative to Laser beam creates a layer on the surface of the component that matches the base material is fused over the connection zone. In addition, a is created in the base material HAZ. The powder feed plays an important role in this process. there one differentiates essentially between three possibilities to supply the powder. The The first option is the side powder feed, where the powder is below a certain level Angle is injected into the weld pool from only one side. The second option the powder is made up of several partial beams positioned around the laser beam, injected.

Darüber hinaus ist noch die koaxiale Pulverzufuhr bekannt, bei der das Pulver unter einem bestimmten Winkel ringförmig in das Schmelzbad injiziert wird.In addition, the coaxial powder supply is also known, in which the powder under one certain angle is injected into the weld pool in a ring.

Die koaxialen Pulverdüsensysteme haben gegenüber den seitlichen Systemen den Vorteil, dass das Bearbeitungsergebnis in der Ebene weniger richtungsabhängig ist. Dadurch lassen sich auch 3-D Bauteile durch das Laserstrahlgenerieren herstellen. Mit den koaxialen Pulverdüsensystemen können außerdem wesentlich höhere Pulverwirkungsgrade erreicht werden als mit den seitlichen Pulverzufuhrsystemen. Der Pulverwirkungsgrad gibt dabei das Verhältnis von der dem Schmelzbad zur Verfügung gestellten Pulvermenge zu der ins Schmelzbad injizierten Pulvermenge an.The coaxial powder nozzle systems have the advantage over the side systems that that the machining result in the plane is less directional. Let it through 3-D components can also be produced by laser beam generation. With the coaxial Powder nozzle systems can also achieve significantly higher powder efficiency are as with the side powder feed systems. The powder efficiency gives this Ratio of the amount of powder made available to the molten bath to the ins Amount of powder injected into the molten bath.

Aus der US 4,724,299 ist eine koaxiale Pulverdüse bekannt, bei der das Pulver horizontal in einen ringförmigen Verteiler geleitet wird. Von hier aus gelangt das Pulver durch Bohrlöcher zunächst in eine Wirbel- oder Mischkammer und nachfolgend in einen, unter einem bestimmten Winkel konisch zulaufenden, Ringspalt. Von der Austrittsöffnung des Ringspaltes wird der Pulvergasstrahl koaxial zum Laserstrahl in das vom Laserstrahl erzeugte Schmelzbad injiziert. Zur besseren Schutzgasabschirmung des Schmelzbades von der Atmosphäre ist eine zusätzliche Schutzgasdusche um die koaxiale Pulverdüse herum angeordnet. Der Beschichtungskopf ist im oberen Bereich wassergekühlt und wird direkt unterhalb der Berarbeitungsoptik befestigt. A coaxial powder nozzle is known from US Pat. No. 4,724,299, in which the powder flows horizontally an annular distributor is passed. From here, the powder passes through boreholes first in a swirl or mixing chamber and then in one, under one certain angle tapered, annular gap. From the outlet of the Annular gap, the powder gas jet is coaxial to the laser beam into that generated by the laser beam Melting bath injected. For better shielding of the melting bath from the Atmosphere is an additional protective gas shower around the coaxial powder nozzle arranged. The coating head is water-cooled in the upper area and is directly attached below the processing optics.  

Eine Verbesserung der in der US 4,724,299 beschriebenen koaxialen Pulverdüse ist in der WO 95/20458 zu finden. Dabei wird das Pulver unter einem steilen Winkel zur Horizontalen über drei Pulverdüsen in einen ringförmigen konisch zulaufenden Hohlraum injiziert, der koaxial zum Laserstrahl angeordnet ist. Die Injektion des Pulvers ins Schmelzbad erfolgt analog zu der in der US 4,724,299 beschriebenen Weise. Beim Verbessern der zweiten Düse wurden die Schwerpunkte auf eine kompaktere und schlankere Bauform sowie auf die höhere Tauglichkeit für einen Dauereinsatz gelegt. Dazu wird zusätzlich die Düsenspitze mit Wasser gekühlt.An improvement of the coaxial powder nozzle described in US 4,724,299 is in the Find WO 95/20458. The powder is at a steep angle to the horizontal injected through three powder nozzles into an annular tapered cavity that is arranged coaxially to the laser beam. The powder is injected into the weld pool analogous to the manner described in US 4,724,299. In improving the second The nozzle was focused on a more compact and slim design as well the higher suitability for continuous use. In addition, the nozzle tip cooled with water.

Beide Systeme haben ein weit zurück liegendes Innenteil für die Pulverstrahlformung wodurch das Innenteil vor reflektierter Laserstrahlung geschützt wird. Durch diese konstruktive Maßnahme lässt sich ein Pulvergasstrahlfokus kleiner 3 mm nicht einstellen. Für den Einsatz zum Bearbeiten von kleinen Spurbreiten sind diese Systeme daher nur bedingt einsetzbar, da der Pulverwirkungsgrad mit kleiner werdendem Schmelzbad stark abnimmt.Both systems have a far-lying inner part for powder jet shaping which protects the inner part from reflected laser radiation. Through this constructive measure, a powder gas jet focus less than 3 mm cannot be set. For These systems are therefore only conditionally used for machining small track widths can be used because the powder efficiency decreases sharply as the weld pool becomes smaller.

Die US 5,418,350 stellt eine Koaxialdüse vor, bei welcher der koaxiale Pulvergasstrahl durch einen zusätzlichen koaxialen Gasstrahl beeinflusst werden kann und die an der Düsenfront wassergekühlt ist.No. 5,418,350 presents a coaxial nozzle in which the coaxial powder gas jet passes through an additional coaxial gas jet can be influenced and that on the nozzle front is water cooled.

Eine koaxiale Pulverdüse mit hoher Pulvergasstrahlqualität ist in der DE 199 09 390 C1 beschrieben. Bei diesem System wird das Pulver über zwei oder optional vier einzelne Düsen in eine Wirbelkammer eingespritzt, um eine gleichmäßige und koaxiale Pulvergaswolke um den Laserstrahl zu erzeugen. Zur Beruhigung dieser Pulververwirbelung, d. h. zum Erzeugen einer quasi laminaren Strömung wird das Pulvergasgemisch durch speziell geformte Kanäle geleitet und in eine Strömungsrichtung parallel zur Laserstrahlachse geführt. Über einen verstellbaren Ringspalt der Pulver-Hohlkegel erzeugt. Mit der in der DE 199 09 390 C1 beschriebenen koaxialen Pulverdüse kann ein Durchmesser des Pulvergasstrahlfokus von 1 mm erzeugt werden. Dadurch können auch beim Beschichten mit kleinen Schmelzbädern höhere Pulverwirkungsgrade erzielt werden als mit den oben genannten koaxialen Pulverdüsen. A coaxial powder nozzle with high powder gas jet quality is described in DE 199 09 390 C1 described. With this system, the powder is fed via two or optionally four individual nozzles injected into a swirl chamber to create a uniform and coaxial powder gas cloud to generate the laser beam. To calm this powder swirl, i.e. H. to generate The powder gas mixture becomes a quasi-laminar flow through specially shaped channels guided and guided in a flow direction parallel to the laser beam axis. About one adjustable annular gap of the hollow powder cone. With the in DE 199 09 390 C1 described coaxial powder nozzle can have a diameter of the powder gas jet focus 1 mm can be generated. This means that even when coating with small melt baths higher powder efficiencies can be achieved than with the above-mentioned coaxial Powder nozzles.  

Der Nachteil aller koaxialer Pulverdüsen im Vergleich mit seitlichen (off axis) Pulverzufuhrsystemen, ist die schlechtere Zugänglichkeit aufgrund ihrer größeren Abmessungen. Außerdem eignen sich diese koaxialen Pulverdüsen bis auf wenige Ausnahmefälle nur zum Beschichten in der Ebene.The disadvantage of all coaxial powder nozzles in comparison with lateral (off axis) Powder delivery systems, the less accessible because of their larger size Dimensions. Apart from a few, these coaxial powder nozzles are also suitable Exceptional cases only for coating in the plane.

Das Gewicht dieser koaxialen Pulverdüsensysteme beträgt jeweils mehrere Kilogramm. Ihr Einsatz mit kleinen Robotern und Verfahreinheiten ist nur eingeschränkt oder überhaupt nicht möglich. Beispielsweise können Bahnkurven aufgrund der hohen Masse der Düsen nur mit kleinen Geschwindigkeiten gefahren werden.The weight of these coaxial powder nozzle systems is several kilograms each. you Use with small robots and travel units is only limited or at all not possible. For example, trajectory curves can occur due to the high mass of the nozzles can only be driven at low speeds.

Die Bedienungsfreundlichkeit der koaxialen Pulverdüsen ist verglichen mit der der seitlichen Pulverdüsen eingeschränkt, da die bekannten Ausführungsformen der koaxialen Pulverdüsen mehrere Eingänge für die Pulverzufuhr besitzen, um so eine homogene Pulvergasstrahlverteilung zu erreichen. Dazu muss entweder ein einzelner vom Pulverförderer durch den Pulverschlauch kommender Pulvergasstrahl in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt und dann der Koaxialdüse zugeführt werden oder aber mehrere Pulverfördersysteme fördern je einen Pulvergasstrahl zu dem entsprechenden Pulvergaseintritt der Düse. Außerdem sind die bekannten koaxialen Pulverdüsen nicht hinreichend kompakt.The ease of use of the coaxial powder nozzles is compared to that of the side ones Powder nozzles limited because of the known coaxial designs Powder nozzles have multiple inputs for the powder feed, in order to create a homogeneous one To achieve powder gas jet distribution. To do this, either a single dated Powder feeder Powder gas jet coming through the powder hose into several partial jets divided and then fed to the coaxial nozzle or more Powder delivery systems each convey a jet of powder gas to the corresponding one Powder gas entry of the nozzle. In addition, the known coaxial powder nozzles are not sufficiently compact.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düse bereitzustellen, bei der die Nachteile nach dem Stand der Technik vermieden werden.The object of the invention is to provide a nozzle in which the disadvantages after State of the art can be avoided.

Lösungen weden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen durch die Unteransprüche angegeben werden. Solutions are indicated by the features of claims 1 and 3, being advantageous Refinements are specified by the subclaims.  

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die genannten Probleme durch eine koaxiale Pulverdüse mit einem Diffusor in der Kammer, die zur gleichmäßigen Verteilung einer in einen Ringspalt fließenden Pulvergasmischung dient, lösen lassen. Unter einer gleichmäßigen Verteilung ist hier zu verstehen, dass die Pulvergasmischung beim Austritt aus der Kammer an jeder Stelle dieselbe Konzentration von Pulver im Gas hat und dass die Pulvergasstromdichte, also das pro Zeit und Fläche fließende Volumen, beim Ausgang aus der Kammer an allen Stellen hinreichend gleich ist. Dabei strömt die Pulvergasmischung von der Kammer entweder direkt in den Ringspalt oder aber durch einzelne Röhren oder gleichwirkende Vorrichtungen in den Ringspalt.According to the invention, it was recognized that the problems mentioned are due to a coaxial Powder nozzle with a diffuser in the chamber, which is used to evenly distribute an in is used to dissolve an annular gap flowing powder gas mixture. Under one uniform distribution is to be understood here that the powder gas mixture at the outlet from the chamber has the same concentration of powder in the gas at every point and that the Powder gas flow density, i.e. the volume flowing per time and area, at the exit the chamber is sufficiently the same at all points. The powder gas mixture flows from the chamber either directly into the annular gap or through individual tubes or equivalent devices in the annular gap.

Durch einen Diffusor wird das von den Zuleitungen kommende Pulvergasgemisch in der Kammer wesentlich besser verteilt. Der Diffusor bewirkt, dass die von den Zuleitungen in die Kammer strömende Pulvergasmischung in der Kammer optimal verteilt wird. Damit kann die Kammer wesentlich kleiner gebaut werden.The powder gas mixture coming from the feed lines is fed into the Chamber much better distributed. The diffuser causes that of the supply lines in the powder gas mixture flowing into the chamber is optimally distributed in the chamber. In order to the chamber can be built much smaller.

Eine besonders geeignete Variante eines Diffusors ist ein Stabdiffusor und/oder ein Kugeldiffusor. Diese Diffusoren lassen sich kostengünstig herstellen und bewirken eine sehr gleichmäßige Verteilung der Pulvergasmischung. Wiewohl sich Stabdiffusoren und Kugeldiffusoren als besonders geeignet herausgestellt haben, sind natürlich auch andere Diffusoren wie etwa Dreiecksdiffusoren prinzipiell denkbar. Ebenso sind auch Vertiefungen in der Innen- und/oder Außenwand als Diffusoren denkbar. Angesichts der im allgemeinen ausgeprägten Komplexität strömungsmechanischer Vorgänge kann eine Eignung eines Diffusors nur durch experimentelle Untersuchungen mit befriedigender Sicherheit festgestellt werden.A particularly suitable variant of a diffuser is a rod diffuser and / or a Ball diffuser. These diffusers are inexpensive to manufacture and have a very positive effect even distribution of the powder gas mixture. Although rod diffusers and Ball diffusers have been found to be particularly suitable, of course, are others Diffusers such as triangular diffusers are conceivable in principle. There are also deepenings conceivable as diffusers in the inner and / or outer wall. Given the general pronounced complexity of fluid mechanical processes can make a Diffuser only through experimental studies with satisfactory certainty be determined.

Die gute Verteilung des in die Kammer strömenden Gasgemischs erlaubt es, eine Düse zu konstruieren, bei der genau eine Zuleitung für das Pulvergasgemisch ausreicht. Im Stand der Technik sind keine Ausführungsformen bekannt, bei denen nur eine Zuleitung für die Pulvergaszufuhr vorgesehen ist. Bei mehreren Zuleitungen wird das aus einer Quelle stammende Pulvergasgemisch in mehrere Zuleitungen verteilt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das Pulvergasgemisch in die Zuleitungen gleichmäßig verteilt wird. Alternativ ist es auch möglich, mit mehreren Quellen für das Pulvergasgemisch zu arbeiten. Dieser für mehrere Zuleitungen notwendige technische Aufwand ist bei einer Düse mit einer Zuleitung nicht erforderlich. Eine einzige Zuleitung erhöht die Bedienungsfreundlichkeit und ermöglicht den Einsatz der Düse auch an schwer zugängigen Bauteilen.The good distribution of the gas mixture flowing into the chamber allows a nozzle to be closed construct with exactly one supply line for the powder gas mixture. In the state of the No embodiments are known in the art in which only one feed line for the Powder gas supply is provided. If there are several supply lines, this becomes one source Originating powder gas mixture distributed in several feed lines. Attention must be paid to this  be that the powder gas mixture is evenly distributed in the feed lines. alternative it is also possible to work with several sources for the powder gas mixture. This one for The technical effort required for multiple supply lines is for a nozzle with one supply line not mandatory. A single supply line increases ease of use and enables the nozzle to be used on components that are difficult to access.

Für eine kostengünstige Realisierung der Düse ist es günstig, die Düse aus einem Innenteil und einem Außenteil zusammenzubauen. Dabei ist es möglich, die Kammer und/oder den Ringspalt zwischen Innenteil und Außenteil auszubilden. Dies gestattet, die Größe von Kammer und Ringspalt zu variieren. Durch die Änderung der Größe von Kammer und/oder Ringspalt kann die Strömung der Pulvergasmischung beeinflusst werden. Die Düse ist damit für verschiedene Pulvergasmischungen und/oder verschiedene Pulverkorngrößen optimal einsetzbar.For an inexpensive realization of the nozzle, it is favorable to make the nozzle from an inner part and assemble an outer part. It is possible to use the chamber and / or the Form an annular gap between the inner part and outer part. This allows the size of Varying chamber and annular gap. By changing the size of the chamber and / or The flow of the powder gas mixture can be influenced in an annular gap. The nozzle is now ideal for different powder gas mixtures and / or different powder grain sizes used.

Der Diffusor wird am Innenteil und/oder Außenteil der Düse angebracht. Damit wird der Konstruktionsaufwand minimiert. Für die Verteilung des Pulvergasgemischs in der Kammer ist der Diffusor bevorzugt am Innenteil der Düse anzubringen. Die durch die Zuleitung(en) strömende Pulvergasmischung fließt zunächst auf das Innenteil zu. Daher ist ein dort angebrachter Diffusor geeignet, die Pulvergasmischung in der Kammer gleichmäßig zu verteilen. Es ist aber häufig auch sinnvoll, am Außenteil der Düse einen Diffusor anzubringen, da auch das Außenteil der Düse von der Pulvergasmischung angeströmt wird.The diffuser is attached to the inside and / or outside of the nozzle. With that the Design effort minimized. For the distribution of the powder gas mixture in the chamber the diffuser should preferably be attached to the inside of the nozzle. The through the supply line (s) flowing powder gas mixture initially flows towards the inner part. Therefore one is there attached diffuser suitable to evenly mix the powder gas mixture in the chamber to distribute. However, it often makes sense to have a diffuser on the outer part of the nozzle to attach, since the outer part of the nozzle is also blown by the powder gas mixture.

Beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Düse zum Dispergieren, Legieren und Beschichten mittels Laserstrahlung wird das bearbeitete Werkstück stark erhitzt. Dies führt zu einer Wärmestrahlung, welche die Düse erwärmt. Eine beträchtliche Erwärmung der Düse erfolgt auch durch die vom Werkstück reflektierte und von der Düse absorbierte Laserstrahlung. Um die Düse vor Überhitzung zu schützen, werden die Düsen in der Regel von einem flüssigen Kühlmittel, zumeist Wasser durchströmt. Besteht das Außenteil aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 300 W/mK, beispielsweise aus Kupfer mit einer Wärmeleitfähigkeit von 384 W/mK, so kann die Wärme leicht zu den gekühlten Bereichen der Düse abfließen. Damit können die Bereiche der Düse, die zur Vermeidung einer Überhitzung gekühlt werden müssen, minimiert werden. Dies gestattet eine kompakte Bauform der Düse.When the nozzle is used as intended for dispersing, alloying and coating The machined workpiece is strongly heated by means of laser radiation. This leads to a Heat radiation that heats the nozzle. The nozzle heats up considerably also due to the laser radiation reflected by the workpiece and absorbed by the nozzle. To protect the nozzle from overheating, the nozzles are usually made by one liquid coolant, mostly water. The outer part consists of one Material with a thermal conductivity of at least 300 W / mK, for example made of copper with a thermal conductivity of 384 W / mK, so the heat can easily be cooled  Drain off areas of the nozzle. This allows the areas of the nozzle to be avoided overheating must be minimized. This allows one compact design of the nozzle.

Eine weitere Miniaturisierung kann dadurch erreicht werden, dass lediglich das Außenteil der Düse eine Vorrichtung zur Kühlung aufweist. Dies kann erreicht werden, indem das Innenteil thermisch so an das Außenteil gekoppelt wird, dass das Innenteil durch Wärmetransport vom Innenteil zum Außenteil hinreichend gekühlt wird. Dabei erfolgt der Wärmetransport in erster Linie durch Wärmeleitung. Daneben kann auch Wärmestrahlung und Konvektion eine - in der Regel zwar untergeordnete - Rolle spielen.A further miniaturization can be achieved by only the outer part the nozzle has a device for cooling. This can be achieved by Inner part is thermally coupled to the outer part in such a way that the inner part passes through Heat transport from the inner part to the outer part is sufficiently cooled. The Heat transport primarily through heat conduction. In addition, heat radiation can also occur and convection play a role, which is generally subordinate.

Die Strömung der Pulvergasmischung in der Kammer und insbesondere im Ringspalt kann unter Umständen empfindlich von den geometrischen Abmessungen von Ringspalt und Kammer abhängen. Wenn Ringspalt und Kammer zwischen Innenteil und Außenteil ausgebildet werden, kann durch eine Feineinstellung von Innenteil und Außenteil zueinander, die Strömung beeinflusst werden. Diese Feineinstellung ist vorteilhaft, da Innenteil und Außenteil zumeist mit einem vergleichsweise groben Gewinde zusammengeschraubt werden. Zudem können geringe Fertigungsfehler von Innenteil und Außenteil ausgeglichen werden. Damit können bei der Herstellung von Innenteil und Außenteil größere Fertigungstoleranzen zugelassen werden. Dies erlaubt eine kostengünstigere Produktion. Zudem können die Düse und die Kammer durch die Feineinstellung für verschiedene Strömungen von Pulvergasmischungen optimiert werden. Die Pulvergasmischung kann verschiedene Konzentrationen an Pulver im Gas aufweisen sowie verschiedene Korngrößen des Pulvers. Zudem kann der Pulvergasstrom, also das pro Zeiteinheit durch die Düse fließende Volumen, variieren. Auch dies erfordert eine Anpassung der geometrischen Abmessungen von Kammer und Ringspalt durch eine Feineinstellung des Abstands von Innenteil und Außenteil der Düse. The flow of the powder gas mixture in the chamber and in particular in the annular gap can may be sensitive to the geometrical dimensions of the annular gap and Hang the chamber. If there is an annular gap and chamber between the inner part and outer part can be formed by fine adjustment of the inner part and outer part to each other, the flow will be affected. This fine adjustment is advantageous because Inner part and outer part mostly with a comparatively coarse thread be screwed together. In addition, minor manufacturing defects of the inner part and Outer part to be balanced. This can be used in the production of inner parts and Larger manufacturing tolerances are permitted. This allows one cheaper production. In addition, the nozzle and the chamber through the Fine adjustment can be optimized for different flows of powder gas mixtures. The powder gas mixture can have different concentrations of powder in the gas as well as different grain sizes of the powder. In addition, the powder gas stream, i.e. the pro Volume of time flowing through the nozzle, vary. This also requires one Adjustment of the geometrical dimensions of the chamber and the annular gap using a Fine adjustment of the distance between the inner part and outer part of the nozzle.  

Zur effizienten maschinengesteuerten Arbeitsweise werden Pulverdüsen häufig an einem Teleskoparm befestigt. Um eine kompakte Bauweise der Düse zu ermöglichen, wird die mindestens eine Zuleitung für die Pulvergaszufuhr an dem Teleskoparm angeordnet.For efficient machine-controlled operation, powder nozzles are often on one Telescopic arm attached. To enable a compact design of the nozzle, the at least one feed line for the powder gas supply arranged on the telescopic arm.

Die Pulverdüse kann alternativ auch mittels eines Adapters direkt an einer Bearbeitungsoptik befestigt werden. Dies spart den Aufwand eines Teleskoparms, der bei vielen Beschichtungsanwendungen entbehrlich istAlternatively, the powder nozzle can also be attached directly to an adapter Processing optics are attached. This saves the effort of a telescopic arm is unnecessary in many coating applications

Für eine kompakte Bauform der Düse ist es sinnvoll, am Teleskoparm auch eine Zuleitung und eine Rückführleitung für ein Kühlmittel anzubringen.For a compact design of the nozzle, it is useful to have a feed line on the telescopic arm and attach a return line for a coolant.

Eine platzsparende Anordnung der Kühlmittel-Zufuhr und Abfuhr wird erreicht, indem die Zuleitungen und Rückführleitungen in einer gemeinsamen zur Achse der Laserstrahlung senkrechten Ebene angeordnet werden.A space-saving arrangement of the coolant supply and discharge is achieved by the Supply lines and return lines in a common to the axis of the laser radiation vertical plane.

Um eine möglichst gute Schutzgasabschirmung der Schmelze durch die Pulvergasströmung auf der zu bearbeitenden Oberfläche zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die vom koaxialen Pulvergasstrahl von der Düsenspitze bis zum Fokus des Pulvergasstrahls zurückzulegende Strecke 10 mm nicht übersteigt. Bei den im Stand der Technik bekannten Düsen wird dies bisher nicht erreicht, da diese aufgrund ihrer weniger kompakten Bauform größere Oberflächen haben. Diese größeren Oberflächen nehmen mehr Wärmestrahlung und reflektierte Laserstrahlung auf. Zur Verhinderung einer Überhitzung ist bei den Düsen nach dem Stand der Technik daher ein größerer Abstand vom Werkstück, das durch die Laserstrahlung stark aufgeheizt wird und Laserstrahlung reflektiert, erforderlich.In order to shield the melt as well as possible from the powder gas flow To achieve on the surface to be processed, it is advantageous if the coaxial powder gas jet from the nozzle tip to the focus of the powder gas jet distance to be covered does not exceed 10 mm. In those known in the prior art No nozzles have achieved this so far because of their less compact design have larger surfaces. These larger surfaces take up more heat radiation and reflected laser radiation. To prevent overheating is in the nozzles according to the prior art, therefore, a greater distance from the workpiece, which by the Laser radiation is strongly heated and laser radiation reflects, required.

Zur Bearbeitung schwer erreichbarer Oberflächenbereiche ist eine kompakte Bauform insbesondere im Laserstrahlaustrittsbereich der Düse erforderlich. Dazu ist es hilfreich, dass im Laserstrahlaustrittsbereich auf Kühlvorrichtungen verzichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der Laserstrahlaustrittsbereich der Düse derartige thermische Eigenschaften aufweist, dass eine hinreichende Kühlung durch Wärmeleitung zum Laserstrahleintrittsbereich erfolgt. Eine hinreichende Kühlung erfolgt dann, wenn die Düse nicht so heiß wird, dass Pulver aus der Pulvergasmischung in einer den Betrieb der Düse beeinflussenden Menge an Düsenteile aufgeschmolzen wird. Zudem darf die Düse nicht so überhitzt werden, dass sich das Material, aus dem die Düse besteht, verzieht oder gar schmilzt. Um die hinreichende Kühlung zu erreichen, ist es hilfreich eine gute Abfuhr der Wärme sicherzustellen, zum Beispiel durch Verwendung eines Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Kupfer. Zudem kann auch die Wärmezufuhr niedrig gehalten werden. Dies ist möglich, indem darauf geachtet wird, dass die der Wärmestrahlung ausgesetzten Flächen eine niedrige Emissivität (und somit niedrige Absorption) für die Wärmestrahlung sowie für die reflektierte Laserstrahlung aufweisen.A compact design is available for machining hard-to-reach surface areas especially required in the laser beam exit area of the nozzle. For this it is helpful that cooling devices in the laser beam exit area can be dispensed with. this will achieved in that the laser beam exit region of the nozzle such thermal Features that sufficient cooling by heat conduction to Laser beam entry area takes place. Adequate cooling occurs when the nozzle  does not get so hot that powder from the powder gas mixture in one is operating the nozzle influencing amount of nozzle parts is melted. In addition, the nozzle must not do so overheated, so that the material from which the nozzle is made warps or even melts. In order to achieve sufficient cooling, it is helpful to remove the Ensure heat, for example by using a material with a high Thermal conductivity, such as copper. The heat input can also be kept low become. This is possible by taking care that the heat radiation exposed areas a low emissivity (and thus low absorption) for the Have heat radiation as well as for the reflected laser radiation.

Zur Senkung der zugeführten Wärme ist es auch hilfreich, die Düse so zu konstruieren, dass die Fläche, welche Wärmestrahlung und reflektierte Laserstrahlung aufnimmt, minimal ist.To reduce the heat input, it is also helpful to design the nozzle so that the area that absorbs heat radiation and reflected laser radiation is minimal.

Um die Düse verschiedensten Betriebsanforderungen anzupassen, ist es hilfreich den Pulverstrahlfokus durch eine Veränderung des Schutzgasvolumenstroms positionieren zu können.It is helpful to adapt the nozzle to a wide variety of operating requirements Position the powder jet focus by changing the shielding gas volume flow can.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention result from the im following described embodiments and with reference to the drawings. there demonstrate:

Fig. 1 eine Einheit für die koaxiale Pulverzufuhr einer einen Laserstrahl umhüllenden Pulverdüse mit einem Kugeldiffusor, Fig. 1 is a unit for supplying a powder coaxial powder nozzle enveloping a laser beam with a spherical diffuser,

Fig. 2 die Einheit für die koaxiale Pulverzufuhr einer einen Laserstrahl umhüllenden Pulverdüse mit einem Stabdiffusor, Fig. 2, the unit for the coaxial powder feed of a laser beam enveloping powder nozzle with a rod diffuser,

Fig. 3 eine einen Laserstrahl umhüllende Pulverdüse mit einem Kugeldiffusor und einer Einheit für die Schutzgaszufuhr, Fig. 3 is a laser beam enveloping powder nozzle with a spherical diffuser and a unit for the supply of protective gas,

Fig. 4 eine Zuleitung für die Pulvergaszufuhr und eine Zuleitung und eine Rückführleitung für ein Kühlmittel, Fig. 4 is a supply line for the powder gas supply and a supply line and a return line for a coolant,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Feineinstellung zwischen Innenteil und Außenteil und Fig. 5 is a sectional view of the fine adjustment between the inner part and outer part and

Fig. 6 die an einem Teleskoparm befestigte Düse. Fig. 6 shows the nozzle attached to a telescopic arm.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Querschnitt durch die Einheit für die koaxiale Pulvergaszufuhr. Diese Einheit besteht aus einem Innenteil 1 und einem Außenteil 2. Das Innenteil 1 wird in das Außenteil 2 eingeschraubt und ist mit dem Außenteil 2 über ein Gewinde verbunden. Innenteil 1 und Außenteil 2 werden über eine aus einem Gewindering bestehende Justiereinheit 3, die auf das Innenteil 1 aufgeschraubt wird, zueinander fixiert. Fig. 1 and Fig. 2 show a cross section through the unit for the coaxial powder gas supply. This unit consists of an inner part 1 and an outer part 2 . The inner part 1 is screwed into the outer part 2 and is connected to the outer part 2 via a thread. Inner part 1 and outer part 2 are fixed to one another via an adjustment unit 3 consisting of a threaded ring which is screwed onto the inner part 1 .

Im zusammengebauten Zustand befindet sich im Innern der Düse ein Expansionskammer 4 mit einem Kugeldiffusor 5 oder einem Stabdiffusor 6, in den die vom Pulverförderer kommende Pulvergasströmung durch die Zuleitung 7 injiziert wird. Durch diese konstruktive Maßnahme wird das Pulvergasgemisch homogen im Expansionsraum 4 verteilt. Die nun vorhandene homogene Pulvergaswolke wird anschließend über den vom Expansionsraum 4 aus konisch zulaufenden Ringspalt 8 als koaxiale Pulvergasströmung bis zur Düsenspitze 9 befördert, von wo aus ein homogener koaxialer Pulvergasstrahl austritt, der in einem definierten Abstand zur Düsenspitze 9 fokussiert wird.In the assembled state there is an expansion chamber 4 with a ball diffuser 5 or a rod diffuser 6 inside the nozzle, into which the powder gas flow coming from the powder conveyor is injected through the feed line 7 . This constructive measure distributes the powder gas mixture homogeneously in the expansion space 4 . The homogeneous powder gas cloud that is now present is then conveyed via the annular gap 8, which tapers conically from the expansion space 4, as a coaxial powder gas flow to the nozzle tip 9 , from where a homogeneous coaxial powder gas jet emerges, which is focused at a defined distance from the nozzle tip 9 .

Ein besonders betriebstauglicher Kugeldiffusor besteht aus Kugeln, die in der dem Expansionsraum 4 zugewandten Seite des Innenteils 1 eingebaut sind. Die Kugeln haben einen Durchmesser von 3 mm. Insgesamt sind 40 Kugeln in diesem Kugeldiffusor angeordnet. In der Ebene der Zuleitung 7 beträgt der Außenradius der Expansionskammer 4 dabei 20 mm, der Innenradius 12 mmA ball diffuser which is particularly suitable for operation consists of balls which are installed in the side of the inner part 1 facing the expansion space 4 . The balls have a diameter of 3 mm. A total of 40 balls are arranged in this ball diffuser. In the plane of the feed line 7 , the outer radius of the expansion chamber 4 is 20 mm, the inner radius 12 mm

In die Expansionskammer 4 mit den obigen Abmessungen kann alternativ auch ein Stabdiffusor eingebaut werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden dafür 12 Stäbe mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 7 mm an der der Expansionskammer 4 zugewandten Seite des Innenteils 1 eingebaut. Die Stäbe werden dabei koaxial zur Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung angeordnet.Alternatively, a rod diffuser can also be installed in the expansion chamber 4 with the above dimensions. In a preferred embodiment, 12 rods with a diameter of 3 mm and a length of 7 mm are installed on the side of the inner part 1 facing the expansion chamber 4 . The rods are arranged coaxially with the direction of propagation of the laser radiation.

Der Laserstrahl 10 wird durch das Zentrum der Düse 11 geleitet. Anschließend trifft er zusammen mit dem Pulvergasstrahl auf die Oberfläche des Werkstücks. Dabei wird der Pulvergasstrahl in der Regel bereits vor dem Auftreffen auf das Werkstück vom Laserstrahl 10 vorgewärmt. Die verbessert das Ergebnis der Materialbearbeitung.The laser beam 10 is guided through the center of the nozzle 11 . Then it hits the surface of the workpiece together with the powder gas jet. The powder gas jet is generally preheated by the laser beam 10 before it hits the workpiece. This improves the result of material processing.

Das Außenteil 2 der Düse besteht aus Kupfer und ist wassergekühlt. Da das Innenteil 1 der Düse nicht so hohen thermischen Belastungen ausgesetzt ist wie das Außenteil, wird es durch Wärmeleitung über das Gewinde vom Außenteil 2 hinreichend mit gekühlt.The outer part 2 of the nozzle is made of copper and is water-cooled. Since the inner part 1 of the nozzle is not exposed to as high thermal loads as the outer part, it is sufficiently cooled by heat conduction via the thread of the outer part 2 .

Für viele Beschichtungsanwendungen wird nur die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Einheit für die koaxiale Polvergaszufuhr benötigt, da das zur Pulverförderung verwendete Gas gleichzeitig als Schutzgas dient.For many coating applications only in Fig. 1 and unit for the coaxial Polvergaszufuhr 2 shown Fig. Is needed because the gas used for the powder feed at the same time serves as protective gas.

Für Beschichtungen, bei denen die Schutzgaswirkung des Fördergases nicht ausreicht, kann wie in Fig. 3 dargestellt, eine zweite Einheit für eine zentrale Schutzgaszufuhr aufgeschraubt werden. Diese Einheit besteht aus einem Gehäuse 12, das auf das Innenteil 1 der Einheit für die koaxiale Pulverzufuhr aufgeschraubt wird. Das zusätzliche Schutzgas wird durch die Zuleitung 13 dem Bearbeitungsprozess durch das Zentrum 11 der Düse zugeführt. Um das Ansaugen von Luft durch die Schutzgasströmung zu verhindern, ist im Gehäuse 12 auf der Laserstrahleintrittseite ein Schutzglas 14 vorgesehen. Das Schutzglas ist je nach Laseranwendung, entweder für CO2-, Nd:YAG- oder Dioden-Laserstrahlung durchlässig.For coatings in which the protective gas effect of the conveying gas is insufficient, a second unit for a central protective gas supply can be screwed on, as shown in FIG. 3. This unit consists of a housing 12 which is screwed onto the inner part 1 of the unit for the coaxial powder supply. The additional protective gas is fed through the feed line 13 to the machining process through the center 11 of the nozzle. In order to prevent air from being sucked in by the protective gas flow, a protective glass 14 is provided in the housing 12 on the laser beam entry side. Depending on the laser application, the protective glass is transparent for either CO 2 , Nd: YAG or diode laser radiation.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der aus einem Gewindering bestehenden Justiereinheit 3 mit drei um 120° versetzten Gewinden 15. In die Gewinde 15 werden Madenschrauben (nicht dargestellt) eingeschraubt. Diese Madenschrauben gestatten eine Feineinstellung von Außenteil 2 und Innenteil 1. FIG. 4 shows a cross section of the adjusting unit 3 consisting of a threaded ring with three threads 15 offset by 120 °. Grub screws (not shown) are screwed into the thread 15 . These grub screws allow fine adjustment of the outer part 2 and inner part 1 .

Fig. 5 zeigt die seitlich an einem Teleskoparm 16 befestigte Düse. Der Teleskoparm 16 ist an einer Vier-Achsen-Positioniereinheit 17 befestigt. Mit der Positioniereinheit 17 wird die Düse über die darin befindlichen Positioniertische zum Laserstrahl 10 ausgerichtet. Das gesamte System ist seitlich an der Bearbeitungsoptik 18 befestigt. Fig. 5 shows the nozzle laterally attached to a telescopic arm 16 . The telescopic arm 16 is attached to a four-axis positioning unit 17 . With the positioning unit 17 , the nozzle is aligned with the laser beam 10 via the positioning tables located therein. The entire system is laterally attached to the processing optics 18 .

Um eine ähnlich gute Erreichbarkeit bei der Bearbeitung von schwer zugänglichen Stellen zu realisieren wie sie mit den bekannten Pulverdüsen für die seitliche Pulverzufuhr möglich ist, sind die Anschlüsse für Kühlmittel 19, Pulver 7 und Schutzgas 13 so konstruiert, dass alle Anschlüsse 7, 13, 19 parallel zum Teleskoparm 16 verlaufen, wodurch sie nur in eine Richtung den Platzbedarf der Düse erweitern. Wie Fig. 6 zeigt, ist somit der laserstrahleintrittseitige Durchmesser des Außenteils 2 außer in Richtung des Teleskoparms 16 die breiteste Stelle. In order to achieve a similarly good accessibility when machining hard-to-reach places as is possible with the known powder nozzles for the lateral powder supply, the connections for coolant 19 , powder 7 and protective gas 13 are designed so that all connections 7 , 13 , 19 run parallel to the telescopic arm 16 , whereby they only expand the space requirement of the nozzle in one direction. As FIG. 6 shows, the diameter of the outer part 2 on the laser beam entry side is the widest point except in the direction of the telescopic arm 16 .

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Innenteil
inner part

22

Außenteil
outer part

33

Justiereinheit
adjusting

44

Expansionsraum
expansion space

55

Kugeldiffusor
ball diffuser

66

Stabdiffusor
Staff diffuser

77

Pulvergaszuleitung
Powder gas supply

88th

Ringspalt
annular gap

99

Düsenspitze
nozzle tip

1010

Laserstrahl
laser beam

1111

Zentrum der Düse
Center of the nozzle

1212

Gehäuse für Schutzgaszufuhr
Shielding gas supply housing

1313

Zuleitung für Schutzgas
Inlet for protective gas

1414

Schutzglas
protective glass

1515

Gewinde für Madenschrauben
Thread for grub screws

1616

Teleskoparm
telescopic arm

1717

Vier-Achsen-Positioniereinheit
Four-axis positioning unit

1818

Bearbeitungsoptik
processing optics

1919

Anschluss für Kühlmittel
Connection for coolant

Claims (15)

1. Pulverdüse, die ein Innenteil (1) und ein Außenteil (2) aufweist, zur Oberflächenbearbeitung mittels Laserstrahlung (10), mit einer Expansionskammer (4) zu einer gleichmäßigen Verteilung einer in einen Ringspalt (8) fließenden Pulvergasmischung, wobei der Ringspalt (8) koaxial zur Ausbreitungsachse der Laserstrahlung (10) angeordnet ist, wobei die Expansionskammer (4) zwischen Innenteil (1) und Außenteil (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Expansionskammer (4) am Innenteil (1) ein Diffusor (5, 6) angeordnet ist.1. powder nozzle, which has an inner part ( 1 ) and an outer part ( 2 ), for surface processing by means of laser radiation ( 10 ), with an expansion chamber ( 4 ) for a uniform distribution of a powder gas mixture flowing into an annular gap ( 8 ), the annular gap ( 8 ) is arranged coaxially to the axis of propagation of the laser radiation ( 10 ), the expansion chamber ( 4 ) being formed between the inner part ( 1 ) and the outer part ( 2 ), characterized in that in the expansion chamber ( 4 ) on the inner part ( 1 ) a diffuser ( 5 , 6 ) is arranged. 2. Pulverdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (5, 6) ein Stabdiffusor (6) und/oder Kugeldiffusor (5) ist.2. Powder nozzle according to claim 1, characterized in that the diffuser ( 5 , 6 ) is a rod diffuser ( 6 ) and / or ball diffuser ( 5 ). 3. Pulverdüse, die ein Innenteil (1) und ein Außenteil (2) aufweist, zur Oberflächenbearbeitung mittels Laserstrahlung (10), mit einer Expansionskammer (4) zu einer gleichmäßigen Verteilung einer in einen Ringspalt (8) fließenden Pulvergasmischung, wobei der Ringspalt (8) koaxial zur Ausbreitungsachse der Laserstrahlung (10) angeordnet ist, wobei der Ringspalt (8) zwischen Innenteil (1) und Außenteil (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justiereinheit (3) zur Feineinstellung des Außenteils (2) gegenüber dem Innenteil (1) vorgesehen ist3. powder nozzle, which has an inner part ( 1 ) and an outer part ( 2 ), for surface processing by means of laser radiation ( 10 ), with an expansion chamber ( 4 ) for a uniform distribution of a powder gas mixture flowing into an annular gap ( 8 ), the annular gap ( 8 ) is arranged coaxially to the axis of propagation of the laser radiation ( 10 ), the annular gap ( 8 ) being formed between the inner part ( 1 ) and the outer part ( 2 ), characterized in that an adjustment unit ( 3 ) for fine adjustment of the outer part ( 2 ) relative to the Inner part ( 1 ) is provided 4. Pulverdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinheit (3) einen auf das Innenteil (1) aufschraubbaren Gewindering aufweist, mit dem das Außenteil (2) fixierbar ist, wobei der Gewindering Bohrungen, die mit einem Gewinde (15) versehen sind, aufweist, wobei die Bohrungen im aufgeschraubten Zustand parallel zur Düsenachse ausgerichtet sind4. Powder nozzle according to claim 3, characterized in that the adjusting unit ( 3 ) has a threaded ring which can be screwed onto the inner part ( 1 ) and with which the outer part ( 2 ) can be fixed, the threaded ring having bores which are provided with a thread ( 15 ) are, wherein the holes are aligned parallel to the nozzle axis in the screwed state 5. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (4) genau eine Zuleitung (7) für die Pulvergaszufuhr aufweist. 5. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber ( 4 ) has exactly one feed line ( 7 ) for the powder gas supply. 6. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) und/oder das Innenteil (1) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 300 W/mK besteht.6. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 2 ) and / or the inner part ( 1 ) consists of a material with a thermal conductivity of at least 300 W / mK. 7. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) eine Vorrichtung zur Kühlung aufweist und das Innenteil (1) thermisch derart an das Außenteil (2) gekoppelt ist, dass eine hinreichende Kühlung des Innenteils (1) durch Wärmetransport vom Innenteil (1) zum Außenteil (2) möglich ist.7. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 2 ) has a device for cooling and the inner part ( 1 ) is thermally coupled to the outer part ( 2 ) such that adequate cooling of the inner part ( 1 ) by Heat transfer from the inner part ( 1 ) to the outer part ( 2 ) is possible. 8. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverdüse an einem Teleskoparm (16) befestigt ist, an dem die mindestens eine Zuleitung (7) für die Pulvergaszufuhr angeordnet ist.8. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the powder nozzle is attached to a telescopic arm ( 16 ) on which the at least one feed line ( 7 ) for the powder gas supply is arranged. 9. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverdüse an einem Teleskoparm (16) befestigt ist, an dem mindestens eine Zuleitung (19) für ein Kühlmittel und mindestens eine Rückführleitung (19) für das Kühlmittel angeordnet sind.9. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the powder nozzle is attached to a telescopic arm ( 16 ) on which at least one feed line ( 19 ) for a coolant and at least one return line ( 19 ) for the coolant are arranged. 10. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverdüse an einem Adapter befestigbar ist, der zentral unter einer Bearbeitungsoptik (18) montiert ist.10. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the powder nozzle can be fastened to an adapter which is mounted centrally under a processing lens ( 18 ). 11. Pulverdüse nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zuleitung (19) und die mindestens eine Rückführleitung (19) des Kühlmittels in einer gemeinsamen zur Ausbreitungsachse der Laserstrahlung (10) senkrechten Ebene liegen.11. Powder nozzle according to one of claims 7-10, characterized in that the at least one feed line ( 19 ) and the at least one return line ( 19 ) of the coolant lie in a common plane perpendicular to the axis of propagation of the laser radiation ( 10 ). 12. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse so betreibbar ist, dass die vom koaxialen Pulvergasstrahl von der Düsenspitze (9) bis zum Fokus des Pulvergasstrahls zurückzulegende Entfernung maximal 10 mm beträgt. 12. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle can be operated such that the distance to be covered from the coaxial powder gas jet from the nozzle tip ( 9 ) to the focus of the powder gas jet is a maximum of 10 mm. 13. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahlaustrittsbereich der Düse derartige thermische Eigenschaften aufweist, dass eine hinreichende Kühlung durch Wärmeleitung zum Laserstrahleintrittsbereich der Düse erfolgt.13. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that that the laser beam exit area of the nozzle has such thermal properties has that sufficient cooling by heat conduction to Laser beam entry area of the nozzle takes place. 14. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahlaustrittsbereich der Düse so konstruiert ist, dass die Fläche, die Wärmestrahlung und reflektierte Laserstrahlung aufnimmt, minimal ist.14. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the laser beam exit area of the nozzle is designed so that the area that Thermal radiation and reflected laser radiation is minimal. 15. Pulverdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverstrahlfokus durch eine Veränderung eines Schutzgasvolumenstroms positionierbar ist.15. Powder nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that that the powder jet focus due to a change in a protective gas volume flow is positionable.
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