DE102005040042A1

DE102005040042A1 - Laser cutting of metal workpieces has the laser beam aligned at an angle to the workpiece surface following prepared grooves for accurate cutting

Info

Publication number: DE102005040042A1
Application number: DE102005040042A
Authority: DE
Inventors: Geb Fischer Eickhorn
Original assignee: EICKHORN GEB FISCHER ANNETTE
Current assignee: EICKHORN GEB FISCHER ANNETTE
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-01

Abstract

To cut a workpiece (1) by a laser beam (4), the workpiece surface (5) is initially grooved (2,3) with a round or triangular cross-section with a maximum width and/or depth of 0.5 mm. The laser beam cuts through the workpiece at the grooves at an angle of = 65[deg] to the surface, preferably = 50[deg] and at an angle of 70-90[deg] to the groove surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Schneiden von Werkstücken mit einem Laser. Ein Laserstrahl wird während des Schneidens auf ein Werkstück, so zum Beispiel auf ein aus Stahl bestehendes Blech gerichtet und entlang einer vorgesehenen Schnittkante bewegt, welches dabei zerschnitten wird. Der Durchmesser eines Laserstrahls kann dabei lediglich 1/10 Millimeter und weniger betragen. Mit einer Genauigkeit von 2/100 bis 3/100 kann ein Laser positioniert und ein solches Blech entsprechend genau geschnitten werden.The The invention relates to a method for cutting workpieces with a laser. A laser beam is turned on while cutting Workpiece, so for example directed to a sheet steel made of steel and moved along a designated cutting edge, which is thereby cut. The diameter of a laser beam can only 1/10 millimeter and less. With an accuracy of 2/100 to 3/100 For example, a laser can be positioned and a metal sheet can be accurately positioned get cut.

In Abhängigkeit vom Werkstück ist darauf zu achten, dass der Laserstrahl im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des zu schneidenden Werkstücks gerichtet ist. Weicht der Laser zu sehr von dieser Senkrechten ab, so wird der Schnitt zunehmend ungenauer, bis schließlich ein Schneiden wegen zu starker Spiegelung des Laserstrahls durch das Material nicht mehr möglich ist. Dieses Problem tritt vor allem bei Metallen, so zum Beispiel bei Edelstählen wie 18/8 CrNi – Stahl auf.In dependence from the workpiece Care should be taken that the laser beam is substantially perpendicular on the surface of the workpiece to be cut is directed. If the laser deviates too much from this perpendicular, so the cut becomes increasingly inaccurate, until finally one Cutting due to excessive reflection of the laser beam through the Material no longer possible is. This problem mainly occurs with metals, so for example for stainless steels like 18/8 CrNi - steel on.

Soll ein Werkstück, also zum Beispiel ein Blech mit einer Fase versehen werden, so muss nach dem Schneiden die Fase beispielsweise gefräst werden.Should a workpiece, So, for example, to provide a sheet with a chamfer, so must after cutting, for example, the chamfer can be milled.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Laserschneiden weiter zu entwickeln.It The object of the invention is to further develop the laser cutting.

Die Erfindung wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst die Merkmale des Nebenanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Invention is achieved by a method according to claim 1. A Apparatus for carrying out of the method comprises the features of the secondary claim. advantageous Embodiments emerge from the subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird das zu schneidende Werkstück zunächst entlang der Schnittlinie mit einer Rille versehen. Diese Rille kann sehr schmal und sehr flach sein. So beträgt die Tiefe der Rille deutlich weniger als 1 mm, so zum Beispiel lediglich 1/20 bis 2/10 Millimeter. Die Breite der Rille ist ebenfalls vorteilhaft deutlich kleiner als 1 mm, so zum Beispiel 1/10 bis 4/10 Millimeter. Derart kleine Dimensionen sind möglich, weil der Laserstrahl entsprechend schmal sein und entsprechend genau positioniert sein kann. Derart kleine Dimensionen sind von Vorteil, weil eine solche Rille ohne großen Aufwand geritzt werden kann.to solution the task is the workpiece to be cut first along the cutting line with a groove provided. This groove can be very narrow and very flat be. So is the depth of the groove is clearly less than 1 mm, so for example only 1/20 to 2/10 mm. The width of the groove is also advantageous significantly smaller than 1 mm, for example 1/10 to 4/10 mm. Such small dimensions are possible because the laser beam will be correspondingly narrow and correspondingly accurate can be positioned. Such small dimensions are an advantage because such a groove without big Effort can be scratched.

Im Anschluss daran wird das Werkstück entlang der Rille von einem Laser zerschnitten. Dabei kann der Laser nun auch verbessert von der eingangs genannten Senkrechten abweichen. Wird nämlich innerhalb der Rille geschnitten, so erfolgt das Schneiden nicht auf der ursprünglichen Oberfläche des Werkstücks, sondern innerhalb der Rille. Nun ist der Winkel maßgeblich, den der Laserstrahl mit der entsprechenden Oberfläche der Rille bildet. Dies kann dann ein 90°-Winkel sein, obwohl der Laserstrahl mit der ursprünglichen Oberfläche des Werkstücks einen Winkel von lediglich beispielsweise 45° einschließt. Im Ergebnis gelingt so ein Schneiden mit einem Laser, wobei das Werkstück sofort mit einer Fase versehen ist. Dies reduziert den Aufwand für eine Nachbearbeitung eines Werkstücks, wenn eine solche Fase vorhanden sein soll.in the It will be followed by the workpiece sliced by a laser along the groove. The laser can do this now also improved from the above-mentioned vertical deviate. Namely cut within the groove, so the cutting does not take place on the original Surface of the Workpiece but within the groove. Now the angle is decisive the laser beam with the corresponding surface of the Groove forms. This can then be a 90 ° angle, although the laser beam with the original one surface of the workpiece an angle of only, for example, 45 °. The result succeeds a cutting with a laser, the workpiece immediately provided with a chamfer is. This reduces the expense of postprocessing a Workpiece if such a chamfer should be present.

Im Querschnitt weist die Rille vorteilhaft eine gerundete Form auf und/oder weist schräge Wände bzw. Wandungen auf. Dann ist sichergestellt, dass ein schräg auf die Oberfläche des Werkstücks auftreffender Laserstrahl innerhalb der Rille eine Oberfläche vorfindet, mit der der Laserstrahl einen von 90° oder zumindest nahe 90° einschließt.in the Cross section, the groove advantageously has a rounded shape and / or has an angle Walls or Walls on. Then it is ensured that a slant on the surface of the workpiece impinging laser beam within the groove finds a surface, with which the laser beam includes one of 90 ° or at least near 90 °.

Die Rille kann beispielsweise durch einen Diamanten geritzt oder durch einen rotierenden Laser erzeugt werden. Vorteilhaft eilt das Mittel für die Erzeugung der Rille dem Laserstrahl unmittelbar voraus. So kann das Werkstück in einem Arbeitsgang mit einer Rille versehen und sofort danach geschnitten werden. Ein Laserschneidwerkzeug umfasst dann also ein vorauseilendes Mittel wie zum Beispiel einen mit Diamanten versehenen Fräskopf zur Erzeugung einer Rille. Da die Dimensionen der Rille sehr klein sein können, kann die Rille unproblematisch, schnell und kostengünstig erzeugt werden.The For example, a groove can be scratched by a diamond or by a rotating laser can be generated. Advantageously, the agent rushes for the Generation of the groove immediately ahead of the laser beam. So can the workpiece provided with a groove in one operation and immediately thereafter get cut. A laser cutting tool then includes a anticipatory agent such as one provided with diamonds milling head to create a groove. Because the dimensions of the groove are very small could be, The groove can be produced without problems, quickly and inexpensively become.

Die Figur zeigt ein aus einem 18/8 – Chromnickelstahl bestehendes Werkstück 1 mit Rillen 2 und 3 im Schnitt. Der Querschnitt der Rille 2 ist gerundet. Der Querschnitt der Rille 3 ist trichterförmig. In beiden Fällen kann ein Laserstrahl 4, mit dem das Werkstück 1 geschnitten wird, mit einem Teil der Oberfläche der Rillen einen senkrechten Winkel einschließen. Es gelingt so, den Laser relativ zur sonstigen Oberfläche 5 des Werkstücks 1 schräg zu stellen. So kann unproblematisch das Werkstück sofort so geschnitten werden, dass dieses nach dem Schneiden mit einer Fase versehen ist. So kann beispielsweise ein Schneidwerkzeug schnelle und kostengünstiger mit einer Schneide versehen werden.The figure shows a made of a 18/8 - chrome nickel steel workpiece 1 with grooves 2 and 3 on average. The cross section of the groove 2 is rounded. The cross section of the groove 3 is funnel-shaped. In both cases, a laser beam 4 with which the workpiece 1 is cut, with a part of the surface of the grooves include a vertical angle. It succeeds so, the laser relative to the other surface 5 of the workpiece 1 to put at an angle. Thus, the workpiece can be easily cut so that it is provided with a bevel after cutting. For example, a cutting tool can be provided with a cutting edge quickly and cost-effectively.

Claims

Method for cutting a workpiece ( 1 ), in which the surface ( 5 ) of the workpiece initially with a groove ( 2 . 3 ) and then the workpiece along the groove with a laser beam ( 4 ) is cut.

Method according to Claim 1, in which the laser beam ( 4 ) with the surface ( 5 ) of the workpiece encloses an angle of less than 65 °, preferably less than 50 °.

Method according to claim 2 or 3, in which the workpiece is made of metal, preferably consists of a stainless steel.

Method according to one of the preceding claims, in which the laser beam ( 4 ) during cutting with the surface of the groove ( 2 . 3 ) includes an angle between 70 ° and 90 °.

Method according to one of the preceding claims, in which the groove ( 2 . 3 ) is rounded in cross-section or funnel-shaped.

Method according to one of the preceding claims, in which the groove ( 2 . 3 ) is 0.5 mm wide and / or 0.5 mm deep at most.

Method according to one of the preceding claims, wherein in one operation the groove ( 2 . 3 ) and the workpiece ( 1 ) with a laser ( 4 ) is cut.

Method according to one of the preceding claims, in which the groove ( 2 . 3 ) is produced with a preferably rotating laser or is carved with a cutting or milling tool, preferably a diamond.

Method according to one of the preceding claims, in from the workpiece a cutting tool is made.

Device for carrying out the method with a means for creating a groove ( 2 . 3 ) in the surface ( 5 ) of a workpiece ( 1 ) and means for cutting the tool with a laser along the groove ( 2 . 3 ).