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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungsverfahren
und ein Bearbeitungssystem zur Mikrobearbeitung eines Teils in einem
Maschinenbauteil.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Bekanntermaßen
wurde in der Vergangenheit Bohren und Elektroerosionen für
Präzisionsbearbeitung zur Bildung von Mikrodurchgangsöffnungen und
Mikronuten in verschiedenen Maschinenbauteilen verwendet.
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Bohren
erfordert einen Bohrer, der im Durchmesser kleiner ist, je kleiner
der Durchmesser der Bohrung bzw. Öffnung ist, für
den er verwendet wird. Dies erhöht die Bohrbruchrate und
vergrößert die Rate des Auftretens von Defekten
in den Maschinenbauteilen.
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Ferner
erfordert Elektroerosion aufgrund der Eigenschaften der Elektrobearbeitung
Abstände von ein paar Dutzend bis zu mehreren hundert μm
zwischen dem Bearbeitungspunkt und der Elektrode (Elektroerosionsabstand),
so dass, je kleiner der Durchmesser der Bohrung ist, desto feiner
die dafür notwendige Elektrode ist. Solche Ultramikroelektroden
sind aber nicht in der Lage, eine hohe Spannung zu benutzen. Ferner
sind die Elektroden nicht wieder verwendbar und äußerst
teuer, so dass die laufenden Kosten ansteigen.
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Daher
konzentrierte sich der Anmelder auf ein wasserstrahlgeführtes
Laserbearbeitungssystem, das ein zum Elektroerodieren, Bohren und
dergleichen alternatives Bearbeitungsverfahren ist (siehe
japanische Patentveröffentlichung
(A) Nr. 2008-6471 ). Das wasserstrahlgeführte Laserbearbeitungssystem
ist ein System, das unter Hochdruck stehendes Wasser von einer Wasserzufuhreinheit, als
eine zylinderförmige Wassersäule zu einem Bearbeitungspunkt
ausstößt und einen Laserstrahl aus einer Lasererzeugungseinheit,
die die Wassersäule als Wellenleiter verwendet, erzeugt.
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Gemäß solch
einem wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystem weist
die Wassersäule, die an dem Bearbeitungspunkt ausgestoßen
wird, eine zylindrische Form auf. Der Laserstrahl breitet sich aus,
während er in der zylindrischen Wassersäule vollständig
reflektiert wird, so dass die Geradlinigkeit hoch ist. Dementsprechend
ermöglicht dies eine genaue Positionierung des Bearbeitungspunkts.
Ferner konzentriert sich die Energie innerhalb der Wassersäule,
so dass eine Bearbeitung mit guter Effizienz und hoher Präzision
erwartet werden kann.
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Wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung ist diesbezüglich der Elektroerosion überlegen,
allerdings ist der Bereich jedes Bearbeitungsvorgangs auf dem Bereich
der Querschnittsfläche der Wassersäule begrenzt,
so dass die Ausbildung von beliebigen Formen von Bohrungen, Öffnungen
oder Nuten für Maschinenbauteile die Bewegung des Wasserstrahls
und der Lasererzeugungseinheit oder des Maschinenbauteils erfordert.
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Ferner
ist es zu dieser Zeit notwendig, vorsichtig mit der Abschwächungsrate
der Laserleistung an der Bearbeitungsoberfläche und den
tiefen Teilen zu sein. Das wasserstrahlgeführte Laserbearbeitungssystem
verwendet einen dünnen Wasserstrahl als einen Wellenleiter
für den Laserstrahl. Soll der Wasserstrahl, während
er auf Wände mit ultradünnem Abstand trifft, ein
tiefes Teil erreichen, kann der Wasserstrahl von den tiefer liegenden
Teilflächen gestört wird und demzufolge die Effizienz
sinken. Dabei ist davon auszugehen, dass eine Tendenz der Oberflächenrauhigkeit
dahingehend besteht, dass sie in der Nähe von tiefer liegenden
Oberflächen rauer wird als in der Nähe der Oberfläche
eines Werkstücks.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf diesen Hintergrund vorgeschlagen
und hat als Aufgabe, ein Bearbeitungsverfahren und ein Bearbeitungssystem
zur Mikrobearbeitung eines Teils eines Maschinenbauteils zur Verfügung
zu stellen, die eine Vollnutzung des wasserstrahlgeführten
Laserbearbeitungssystem durch gegenseitiges Bewegen des Maschinenbauteils
und der Laserstrahlausgangsseite ermöglichen, wenn das
Maschinenbauteil bearbeitet wird, so dass eine Ausbildung einer
Durchgangsöffnung mit beliebiger Form mit guter Bearbeitungspräzision
ermöglicht wird.
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Um
das obenstehende Probleme zu lösen, wird gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wie in Anspruch 1 dargelegt, ein Bearbeitungsverfahren
zur Mikrobearbeitung eines Teils an eines Maschinenbauteils zur
Verfügung gestellt, das eine unter hohem Druck stehende
zylindrische Wassersäule zu einem Bearbeitungspunkt an
dem Maschinenbauteil ausstößt und die Wassersäule
als einen Wellenleiter zum Befeuern eines Laserstrahls zur Bearbeitung
verwendet, um so ein mikrobearbeitetes Teil durch wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung auszubilden, wobei das Verfahren die Laserkopfseite,
die einen Laserstrahl ausgibt, zusammen mit dem unter Hochdruck
stehenden Wasser (im folgenden kurz Hochdruckwasser) und der Maschinenbauteilseite
zur Bearbeitung bewegt, um die erwünschte Form eines mikrobearbeiteten
Teils zu erhalten, wenn die wasserstrahlgeführte Laserbearbeitung
auf einen Bearbeitungspunkt zur Ausbildung eines mikrobearbeiteten Teils
eines Maschinenbauteils angewendet wird.
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Aufgrund
dessen kann, wenn ein mikrobearbeitetes Teil durch wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung ausgebildet wird, eine erwünschte Form
eines mikrobearbeiteten Teils entsprechend zu dem Maschinenbauteil
leicht ausgebildet werden.
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Gemäß dem
Aspekt der Erfindung, wie in Anspruch 2 dargelegt, erlaubt das Verfahren
der Laserkopfseite, sich entlang der Richtung zur Ausbildung des
mikrobearbeiteten Teils des Maschinenbauteils hin- und herzubewegen,
während es der Maschinenbauteilseite erlaubt, während
der Bearbeitung hin- und herzuschwenken.
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Aufgrund
dessen wird ein mikrobearbeitetes Teil an einem Punkt des Maschinenbauteils
zum Ausbilden des mikrobearbeitete Teils effizienter ausgebildet.
In solch einem Fall kann eine erwünschte Form eines mikrobearbeiteten
Teils durch Veränderung der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit
der Laserkopfseite und Maschinenbauteils, wie beabsichtigt, ausgebildet
werden.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 3 dargelegt,
bewegt das Verfahren die Laserkopfseite und die Maschinenbauteilseite
in einer Schwenkbetriebsrichtung des Maschinenbauteils, so dass
sich beide relativ zur Bearbeitung gegenüberliegen.
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Aufgrund
dessen kann ein mikrobearbeitetes Teil mit einer größeren
Effizienz gebildet werden, aber eine erwünschte Form eines
mikrobearbeiteten Teils kann dennoch durch das Verfahren der Bewegung,
wie beabsichtigt, ausgebildet werden.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 4 dargelegt,
bildet das Verfahren ein mikrobearbeitetes Teil an einen Maschinenbauteil
mittels wasserstrahlgeführter Laserbearbeitung aus, während
dessen ein Hochdruckwasser als ein zylindrischer Strahl von einer
Hochdruckwasserzufuhreinheit in vertikaler Richtung zu dem Teil
zur Ausbildung eines mikrobearbeiteten Teils ausgestoßen
wird und verwendet den hochdruckzylindrischen Wasserstrahl als einen
Wellenleiter zum Zünden bzw. Abfeuern eines Laserstrahls
aus einer Lasererzeugungseinheit über einen Laserkopf zur
Bearbeitung.
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Aufgrund
dessen wird Hochdruckwasser als ein zylindrischer Strahl einer Hochdruckwasserzufuhreinheit
in vertikaler Richtung ausgestoßen und der hochdruckzylindrische
Strahl wird als ein Wellenleiter zum Abfeuern eines Laserstrahls
verwendet, wodurch ein Strahlabdruck an den Punkt zur Ausbildung
des mikrobearbeiteten Teils ausgebildet wird und eine Nut einer
entsprechenden Weite ausgebildet wird.
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Aufgrund
dessen wird durch das Maschinenbauteil um die vertikale Achse an
dem Punkt des Maschinenbauteils zur Ausbildung des mikrobearbeiteten
Teils hin- und her geschwenkt, wodurch eine Mikronut, die sich in
einer Querschnittsfächerform öffnet, ausgebildet
wird.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 6 dargelegt,
weist das mikrobearbeitete Teil des Maschinenbauteils eine Fächerform
auf.
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Aufgrund
dessen wird die Laserkopfseite und die Maschinenbauteilseite bewegt,
der Strahl trifft zur Ausbildung des mikrobearbeiteten Teils in
einer Fächerform auf den Bearbeitungspunkt und, als Ergebnis,
wird der Bearbeitungspunkt zu einer Mikronut ausgebildet, die die
erwünschte Querschnittsfächerform aufweist.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 7 dargelegt,
ist das mikrobearbeitete Teil des Maschinenbauteils ein kreisförmiges Loch
mit einem vorgegebenen Durchmesser und der Laserstrahlausgang aus
dem Laserkopf bewegt sich zusammen mit dem Hochdruckwasser entlang
der Ausbildungsoberfläche des mikrobearbeiteten Teils des
Maschinenbauteils.
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Daher
kann ein kreisförmiges Loch eines erwünschten
Durchmessers mit großer Präzision ausgebildet
werden.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie im Anspruch 8 dargelegt,
ist das Maschinenbauteil ein Injektor um das mikrobearbeitete Teil eine
Ausstoßöffnung.
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Daher
ist es möglich, einen Injektor herzustellen, der Einspritzöffnungen
aufweist, die mit großer Präzision ausgebildet
sind.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 9 dargelegt,
wird ein Bearbeitungssystem zur Mikrobearbeitung eines Teils an
einem Maschinenbauteil zur Ausbildung eines mikrobearbeiteten Teils
mittels wasserstrahlgeführter Laserbearbeitung zur Verfügung
gestellt, wobei das System ein wasserstrahlgeführtes Laserbearbeitungssystem
mit einem Laserkopf vorsieht, der Hochdruckwasser als eine zylindrische
Wassersäule ausstößt und einen Laserstrahl
ausgibt, sowie einen Bearbei tungstisch zur Aufnahme eines Maschinenbauteils
zur Bearbeitung, wobei der Laserkopf mit einer Laserkopfsteuerungsmechanik
vorgesehen ist, der Bearbeitungstisch mit einer Schwenksteuerungsmechanik
betrieben wird und der Laserkopf durch die Laserkopfsteuerungsmechanik
betrieben wird, während der Bearbeitungstisch durch die
Schwenksteuerungsmechanik geschwenkt wird, um einen Laserstrahl
zusammen mit dem Hochdruckwasser zu einem Bearbeitungspunkt des
Maschinenbauteils abzufeuern, um das zu bearbeitende mikrobearbeitete Teil
so auszubilden, dass eine erwünschte Form des mikrobearbeiteten
Teils erhalten wird.
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Durch
den Laserkopfbetrieb mittels der Laserkopfsteuerungsmechanik während
der das Maschinenbauteil tragende Bearbeitungstisch durch die Schwenksteuerungsmechanik
hin- und hergeschwenkt wird, wird eine Wassersäule ausgestoßen und
ein Laserstrahl wird zu dem Bearbeitungspunkt zur Ausbildung des
mikrobearbeiteten Teils gefeuert, so dass ein Strahlabdruck wird
ausgebildet wird, und der Bearbeitungspunkt zur Ausbildung des mikrobearbeiteten
Teils in der gewünschten Form eines mikrobearbeiteten Teils
ausgebildet wird.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 10 dargelegt,
ist das Maschinenbauteil ein Injektor und das mikrobearbeitete Teil eine
Ausstoßöffnung.
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Daher
ist es möglich einen Injektor herzustellen, der Einspritzöffnungen,
die mit großer Präzision ausgebildet sind, aufweist.
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Gemäß dem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 11 dargelegt,
wird ferner ein Bearbeitungsverfahren zur Mikrobearbeitung eines Teils
an einem Maschinenbauteil zur Verfügung gestellt, das eine
hochdruckzylindrische Wassersäule an einem Bearbeitungspunkt
zu einem Maschinenbauteil ausstößt und die Wassersäule
als einen Wellenleiter zum Zünden bzw. Abfeuern eines Laserstrahls
zur Bearbeitung, verwendet, um so ein mikrobearbeitetes Teils durch
eine wasserstrahlgeführte Laserbearbeitung auszubilden,
wobei das Verfahren die Seite des zu bearbeitenden Maschinenbauteils bewegt,
wenn eine wasserstrahlgeführte Laserbearbeitung auf einen
Bearbei tungspunkt eines Maschinenbauteils zur Ausbildung eines mikrobearbeiteten Teils
angewendet wird.
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Da
die Seite des Maschinenbauteils zu dem Bearbeitungspunkt an dem
Maschinenbauteil zur Ausbildung des mikrobearbeiteten Teils gemacht wird,
wird ein Laserstrahl innerhalb des Betriebsbereichs des Maschinenteils
abgefeuert, wobei eine Form des mikrobearbeiteten Teils ausgebildet
wird, das durch den Betriebsbereich definiert ist.
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Zusammenfassend
weist die Erfindung die vorteilhaften Auswirkungen auf, dass sich
die Maschinenseite und die laserstrahlerzeugende Seite bewegen,
wenn ein mikrobearbeitetes Teil ausgebildet wird, wodurch es möglich
ist, jede Form des mikrobearbeiteten Teils durch die Art und Weise,
wie die Maschinenbauteilseite oder die Laserauslassseite bewegt
wird, auch bei dem wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungsverfahren
auszubilden, bei dem der Bereich der Bearbeitung bei jedem Bearbeitungsvorgang
auf den Bereich der Querschnittsfläche der Wassersäule
begrenzt ist.
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Wenn
das Maschinenbauteil ein Injektor ist, ist es möglich,
einen Injektor mit Einspritzöffnungen herzustellen, die
in hoher Präzision ausgebildet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen,
mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen deutlicher, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht des Aufbaus ist, die ein Beispiel für
ein Bearbeitungssystem, das das Bearbeitungsverfahren zur Mikrobearbeitung
eines Teils an einem Maschinenbauteil gemäß der
vorliegenden Erfindung, darstellt;
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2 eine
Schnittzeichnung der Hauptbauteile ist, die ein Beispiel eines Injektors
als ein Maschinenbauteil darstellt, das mit einem Werkstück vorgesehen
ist;
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3 eine
Draufsicht eines in 2 dargestellten Injektors zeigt,
wie er von oben gesehen erscheint;
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4 eine
schematische perspektivische Ansicht zur Erklärung des
Bearbeitungsablaufs zur Mikrobearbeitung eines Teils an einem Maschinenbauteil
gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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5 ein
Diagramm ist, das den Weg eines Bearbeitungsvorgangs durch den Laserkopf
in dem Bearbeitungsverfahren zur Mikrobearbeitung eines Teils in
einem Maschinenbauteil gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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6 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Bearbeitungsverfahrens
zur Bearbeitung eines kreisförmigen Lochs als ein mikrobearbeitetes
Teil, das das Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet,
ist;
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7 eine
schematische Ansicht des Aufbaus ist, die ein erstes Referenzbeispiel
eines Bearbeitungssystems darstellt, das gemäß einem
anderen Bearbeitungsverfahren arbeitet;
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8 ein
Diagramm ist, das einen Bereich zur Zündung bzw. Abfeuern
eines Laserstrahls zeigt, der einen Bearbeitungsbereich zur Bearbeitung durch
das in 7 dargestellte Bearbeitungssystem ausbildet;
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9 ein
Diagramm ist, das einen Bereich zur Zündung bzw. zum Abfeuern
eines Laserstrahls, der einen Bearbeitungsbereich ausbildet, wenn
der Bearbeitungspunkt sich zu einer konstanten Geschwindigkeit bewegt;
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10 eine
schematische Ansicht des Aufbaus eines Bearbeitungssystems gemäß einem zweiten
Referenzbeispiel ist, das ein wasserstrahlgeführtes Laserbearbeitungssystem
verwendet;
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11 eine
schematische Ansicht zur Erklärung der Bearbeitung ist,
die Bohren als Endbearbeitung an einem Werkstück anwendet,
das durch das in 10 dargstellte Bearbeitungssystem
bearbeitet wird; und
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12 eine
Schnittansicht ist, das ein Beispiel eines Injektors als ein Maschinenbauteil,
das mit einem Werkstück vorgesehen ist, darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird ein Beispiel für ein Bearbeitungssystem 1 gezeigt,
das verwendet wird, wenn das Bearbeitungsverfahren zur Mikrobearbeitung
eines Teils in einem Maschinenbauteil gemäß der
vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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Das
vorliegende Bearbeitungssystem 1 ist ein System zur Ausbildung
eines mikrobearbeiteten Teils mittels wasserstrahlgeführter
Laserbearbeitung eines Maschinenbauteils (,die zu einem späteren Zeitpunkt
erwähnt wird).
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Das
vorliegende Bearbeitungssystem 1, das später noch
genauer beschrieben wird, ist mit einem wasserstrahlgeführter
Laserbearbeitungssystem 2 vorgesehen, das einen Wasserstrahl
als einen Wellenleiter eines Lasers verwendet und einen Bearbeitungstisch 3 zur
Aufnahme eines Maschinenbauteils zur Bearbeitung aufweist.
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Das
wasserstrahlgeführte Laserbearbeitungssystem 2 ist
mit einer Lasererzeugungseinheit 4, die einen Laserstrahl
erzeugt, einer Hochdruckwasserzuführeinheit 5,
die das Hochdruckwasser erzeugt, einem Laserkopf 7, der
das Hochdruckwasser von der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 als
eine Wassersäule 6 ausstößt
und einen Laserstrahl zündet bzw. abfeuert, und einer Düse 8,
die dem Hochdruckwasser ermöglicht aus dem Laserkopf 7 als eine
zylindrische Wassersäule 6 mit einem feinen vorgegebenen Durchmesser
ausgestoßen zu werden, vorgesehen. Es verwendet die Wassersäule 6 des
Hochdruckwassers, das aus der Düse 8 ausgestoßen
wird, als einen Wellenleiter zur Zündung bzw. zum Abfeuern
des Laserstrahls, der an dem Laserkopf 7 fokussiert wird.
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Der
Laserkopf 7 ist mit der Lasererzeugungseinheit 4 über
eine optische Faser 9 gekoppelt. Der Laserkopf 7 ist
mit einer eingefügten Fokussierlinse und einer Einleitungsöffnung 11 zum
Einleiten des Hochdruckwassers aus der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 vorgesehen.
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Bei
einem Bearbeitungssystem 1 mit diesem Aufbau, weist der
Laserkopf 7 in dem wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystem 2 ferner
eine Laserkopfsteuerungsmechanik 12 zum Bewegen des Laserkopfs 7 auf,
so dass die Wassersäule entlang der Kontur des mikrobearbeiteten
Teils fortschreitet, während der Bearbeitungstisch 3 mit
einer Schwenksteuerungsmechanik 13 vorgesehen ist um den
Bearbeitungstisch um die Achse, durch die der Mittelpunkt des mikrobearbeiteten
Teils in vertikaler Richtung verläuft, zu schwenken.
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Es
reicht aus für die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 zum
Bewegen des Laserkopfes 7 eine bekannte nicht näher
dargestellte Steuerungsmechanik zu verwendet, die beispielsweise
eine XY-Bühne aufweist und durch ein Steuerbediengerät
steuerbar ist.
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Ferner
kann die Schwenksteuerungsmechanik 13, die den Bearbeitungstisch 3 schwenkbar macht,
z. B. eine mehrachsigen Verbindungsdrehpunktmechanik umfassen, die
eine erweiterte Steuerungsmechanik trägt. Diese Schwenksteuerungsmechanik 13 ist
ebenso konfiguriert, um durch ein Steuerbediengerät (nicht
dargestellt) steuerbar zu sein.
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Ein
Betriebsprogramm, das die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 und
die Schwenksteuerungsmechanik 13 im Betrieb zur Mikrobearbeitung eines
Teils eines Maschinenbauteils in die erwünschte Dimension
und Form verknüpft, ist in dem Steuerbediengerät
gespeichert.
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Wie
in 2 dargestellt, kann hier ein Injektor als Beispiel
für ein Maschinenbauteil 20 erwähnt werden.
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Das
Maschinenbauteil 20 (nachstehend der Injektor 20)
wird nicht im Detail beschrieben, aber umfasst einen zylindrischen
Düsenkörper 21 an der Kraftstoffeinspritzseite,
einen Aufsatz 22 als ein Werkstück, das fähig
ist an der Spitze des Düsenkörpers 21 angebracht
zu werden, eine Halterung 23, die an dem Injektorkörper
(nicht dargestellt) an der hinteren Endseite montiert ist.
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Der
Düsenkörper 21 erstreckt sich in axialer Richtung
in eine laterale kreisförmige Querschnittsform und weist
ein Hohlteil 21a auf, durch das ein nadelförmiges
Nadelventil 24 eingebracht ist, das in axialer Richtung
beweglich ist.
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Ferner
weist der Aufsatz 22, wie in der Zeichnung dargestellt,
eine grob konischförmige Haube 25 auf, die einen
Raum an der Innenseite der Aufsatzseite aufweist. In dem Innenraum
der Haube 25 ist ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 25a ausgebildet.
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Ferner
ist an der Spitze der Haube 25 eine Varianteinspritzöffnung 26 ausgebildet,
die durch die Haube 25 in Dickenrichtung zu einer Länge
l führt. Die Einspritzöffnung 26 ist,
wie in 3 dargestellt, in ein links-rechts-symmetrisches
Paar Seitenwände 26a und Querwänden 26b aufgeteilt.
Die kurze Breite h der irregulären Durchmessereinspritzöffnung 26 ist über
die gesamte Länge konstant.
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Im
Gegensatz dazu vergrößert sich die lange Breite,
wie in 2 dargestellt von w1 an der inneren Umfangsseite
zu w2 an der äußeren Umfangsseite. Die Varianteinspritzöffnung 26 weist
eine fächerförmige longitudinale Querschnittsfläche
auf. Demzufolge weisen die symmetrischen Seitenwände 26a eine lange
rechtwinklige Form auf, während die Querwände 26b eine
Fächerform aufweisen.
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Das
Nadelventil 24 weist einen äußeren Durchmesser
auf, der kleiner ist als der innere Durchmesser der Führungsöffnung 21a des
Düsenkörpers 21, so ist ein kreisförmiger
Kraftstoffzirkulationsweg 27 zwischen diesen ausgebildet
wird. Ferner weist das Nadelventil 24 ein Ventilelement 28 als
seine Spitze auf, das auf einem Ventilsitz 25a im Innenraum
der Haube 25 angeordnet ist. Das Nadelventil 24 wird
in axialer Richtung vor und zurück (auf und absteigend
in 1) bewegt. Wenn es sich nach oben bewegt, trennt
sich das Ventilelement 28 von dem Ventilsitz 25a und öffnet
die Varianteinspritzöffnung 26. Als Folge, wird
der Kraftstoff in dem Kraftstoffzirkulationsweg 27 mit
einem fächerförmigen Streuungsprofil von der Varianteinspritzöffnung 26 gesprüht.
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Als
nächstes wird ein Bearbeitungsablauf bzw. -verfahren, der
das Bearbeitungssystem 1 verwendet, für eine Mikrobearbeitung
eines Teils in dem Aufsatz 22 beschrieben, d. h., die Varianteinspritzöffnung 26 der
Spitze des Düsenkörpers 21 des Injektors 20.
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Als
erstes wird das Werkstück, d. h. der Aufsatz 22,
auf dem Bearbeitungstisch 3 aufgenommen. In diesem Fall
ist der Bearbeitungstisch 3, d. h. die Oberfläche,
die das Werkstück, d. h. den Aufsatz 22, trägt
zunächst annäherungsweise horizontal. Der Aufsatz 22 ist
auf der Aufnahmefläche angeordnet, auf der der Aufsatz 22 durch
einen Laserstrahl von der Lasererzeugungseinheit 4 und
einer Wassersäule von der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 in
dem wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystem 2 aus
vertikaler Richtung getroffen wird.
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Falls
ein Betriebsbefehl zu dem Steuerbediengerät in dem Bearbeitungsgerät 1 eingegeben wird,
entsendet der Laserkopf 7 in dem wasserstrahlgeführten
Laserbearbeitungssystem 2 als nächstes Hochdruckwasser
aus der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5. Der Laserkopf 7 stößt
das Hochdruckwasser durch die Düse 8 als eine
zylindrische Wassersäule 6 mit einem vorgegebenen
feinen Durchmesser aus. Auf der anderen Seite wird der Laserstrahl, der
durch die Lasererzeugungseinheit 4 erzeugt wird, durch
die optische Faser 9 zu dem Laserkopf 7 entsendet
und wird zu einem erwünschten Durchmesser durch die Fokussierlinse
an dem Laserkopf 7 fokussiert. Der Laserstrahl, der an
dem Laserkopf 7 fokussiert wird, kann durch Verwendung
der Wassersäule 6 aus dem Hochdruckwasser, das
durch die Düse 8 als einen Wellenleiter ausgestoßen
wird, gezündet bzw. abgefeuert werden.
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Aufgrund
dessen treffen der Laserstrahl aus der Lasererzeugungseinheit 4 und
die Wassersäule 6 aus der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 des
wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystems 2 auf den
Punkt, der in dem mikrobearbeiteten Teil ausgebildet werden soll
als eine Wassersäule 6 in vertikaler Achsenrichtung.
Der Laserstrahlausgang aus der Lasererzeugungseinheit 4 findet
durch Totalreflexion entlang der Wassersäule 6 statt
und wird ohne Verlust zusammen mit der Wassersäule 6 zu
dem Punkt abgefeuert, bei der Varianteinspritzöffnung 26 ausgebildet
wird.
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Die
Querschnittsfläche der Wassersäule 6 ist weit
kleiner als die Fläche der Varianteinspritzöffnung 26,
um daher die erwünschte Form der Varianteinspritzöffnung 26 zu
erhalten, wird ein Betrieb ausgeführt, der den Laserkopf
und die ansteuernde Laserkopfsteuerungsmechanik 12 angesteuert
durch den Laserkopf 7 und die Schwenksteuerungsmechanik 13,
die den Bearbeitungstisch 3 schwenkt, mit einem Programm
verknüpft, das im Voraus in dem Steuerbeginngerät
gespeichert wird.
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Wie
in 4 und 3 dargestellt, startet beispielsweise
zunächst die Seite des Laserkopfs 7 die Bearbeitung
an einer geeigneten Position des Aufsatzes 22 an der X-Achse
als ein Startpunkt, indem sie den Laserstrahl aus der Lasererzeugungseinheit 4 und
die Wassersäule 6 aus der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 auf
den Aufsatz aus der vertikalen Achsenrichtung der Wassersäule 6 treffen lässt.
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Der
Laserkopf 7 wird durch die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 in
X-Richtung in der Zeichnung vor und zurück bewegt, d. h.
in Längsrichtung der Varianteinspritzöffnung 26.
Aufgrund dessen treffen der Laserstrahl und die Wassersäule 6 auf
die Öffnungswandfläche parallel, die allmählich
die Öffnungswandfläche wegschneidet. Die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 kann
ferner so aufgebaut sein, um sich allmählich durch eine
Mikroentfernung in Y-Richtung mit jeder Vor- und Rückbewegung
in X-Richtung zu bewegen (Offset-Bewegung), während die
Seite des Bearbeitungstischs bei einer konstanten Geschwindigkeit
durch die Schwenksteuerungsmechanik 13 mit einem vorgegebenen
Winkel um die vertikale Achse Z schwenken kann.
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In
der obenstehenden Weise wird der Teil des Werkstücks, d.
h. der Aufsatz 22, in dem die Varianteinspritzöffnung
ausgebildet werden soll, mittels eines Laserstrahls entlang mit
der Wassersäule 6, wie in 5 dargestellt,
von dem Startpunkt links und rechts des Bearbeitungstisch 3 basierend
auf dem Schwenkbetrieb des Bearbeitungstisch 3 getroffen, wodurch
die erwünschte Varianteinspritzöffnung ausgebildet
wird (s. 4).
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Obenstehend
wurde zur Erklärung ein Beispiel eines Bearbeitungsverfahrens
eines Teils in einem Maschinenbauteil gemäß der
vorliegenden Erfindung gegeben. Dennoch ist es möglich
in dem Bearbeitungsverfahren für Mikrobearbeitung eines
Teils in einem Maschinenbauteil, das die wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung verwendet, wenn sowohl die Laserkopfseite als auch
die Maschinenbauteilseite die Maschinenbauteilbewegung unterstützen,
ferner die Bearbeitungseffizienz zu verbessern, durch die Laserkopfseite
und die Maschinenbauteilseite in der Schwenkbetriebsrichtung des
Maschinenbauteils 20 bewegen, so dass beide sich zur Bearbeitung
relativ zueinander gegenüberliegen.
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Falls
beispielsweise 5 erklärend verwendet
wird, wenn die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 verwendet
wird, um den Laserkopf 7 nach links entlang der Richtung
der X-Achse zu bewegen, wird der Bearbeitungstisch 3, der
das Maschinenbauteil 20 lagert, durch die Schwenksteuerungsmechanik 13 entlang
der Richtung der X-Achse auf die rechte Seite geschwenkt.
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Auf
der anderen Seite, wenn der Laserkopf 7 nach rechts entlang
der Richtung der X-Achse bewegt, wird der Bearbeitungstisch 3,
der das Maschinenbauteil 20 lagert, durch die Schwenksteuerungsmechanik 13 entlang
der Richtung der X-Achse auf die linke Seite geschwenkt.
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Durch
Verwendung eines Programms, das im Voraus in dem Steuerbediengerät
gespeichert wird, um den Laserkopf 7 und den Bearbeitungstisch 3 durch
die Laserkopfsteuerungsmechanik 12 und die Schwenksteuerungsmechanik 13 so
zu bewegen, dass sich beide relativ zueinander gegenüberliegen, wird
die Bewegungsgeschwindig keit des Abfeuerungspunkts des Laserstrahls
an dem Maschinenbauteil 20 multipliziert und der Ablauf
der Bearbeitung kann beschleunigt werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann ferner, falls ein Verfahren verwendet
wird, das das wasserstrahlgeführte Laserbearbeitungssystem
verwendet, um die Laserkopfseite und die Bewegung des Maschinenbauteils
unterstützt, jeder Durchmesser einer kreisförmigen Öffnung 30 ausgebildet
werden (siehe 6).
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In
diesem Fall kann jeder Durchmesser einer kreisförmigen Öffnung 30 dadurch
ausgebildet werden, dass sich die Betriebsmechanik (nicht dargestellt)
des Laserkopfes 7 so dreht, dass der zylindrische Hochdruckwasserstrahl
aus der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 die Kontor der kreisförmigen Öffnung 30 als
das mikrobearbeitete Teil nachzeichnet.
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Natürlich
kann eine kreisförmige Öffnung nicht nur durch
die Laserkopfseite ausgebildet werden, sondern die Betriebsmechanik
der Bearbeitungstischseite, die das Maschinenbauteil 20 unterstützt,
bewegt sich so, dass die Wassersäule 6 aus dem
Laserkopf 7 zum Nachzeichnen der Kontor der kreisförmigen Öffnung 30 ausgestoßen
wird.
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Zusätzlich
zu dem obenstehenden Bearbeitungsverfahren für Mikrobearbeitung
eines Teils in einem Maschinenbauteil, wie obenstehend dargelegt, ist
ebenso ein Verfahren möglich, das die Verankerung der Laserkopfseite
verankert und die Bearbeitungstischseite, die das Maschinenbauteil
lagert, wie untenstehend in dem Referenzbeispiel 1 beschrieben,
schwenkt.
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Referenzbeispiel 1
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Wenn
eine Mikronut an einem Bearbeitungspunkt (wird später erwähnt)
eines Maschinenbauteils ausgebildet wird, ist das Maschinenbauteil
während der Bearbeitung schwenkbar, wenn die Laserbearbeitung
an einem Bearbeitungspunkt zur Ausbildung einer Mikronut angewendet
wird. Das Bearbeitungssystem 40 ist in diesem Fall mit
einem Laserbearbeitungssystem 41 vorgesehen, dass im Wesentlichen dem
wasser strahlgeführten Laserbearbeitungssystem 2 in
dem Bearbeitungssystem 1, das in 1 dargestellt
ist, gleicht, und ist mit einem schwenkbaren Bearbeitungstisch 3 vorgesehen.
Zu beachten ist, dass in dem Laserbearbeitungssystem 41,
Teile, die die Gleichen wie die in dem wasserstrahlgeführten
Laserbearbeitungssystem 2 sind, mit dem gleichen Bezugszeichen
versehen sind und deren Erklärung daher weggelassen wird.
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Wie
in 7 dargestellt, ist bei dem Laserbearbeitungssystem 41 der
Laserkopf 7 nicht mit einer Laserkopfsteuerungsmechanik 12 vorgesehen und
ist fest angeordnet.
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Bei
der Bearbeitung durch ein solches Laserbearbeitungssystem 41 des
Bearbeitungssystems 40 wird Wasser ausgestoßen,
um eine Wassersäule 6 auf einem Aufsatz eines
Injektors 22, der schwenkbar durch einen Bearbeitungstisch 3 gelagert
ist, auszubilden und ein Laserstrahl wird durch das Innere der Wassersäule 6 gezündet
bzw. abgefeuert.
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Zu
beachten ist, dass der zu bearbeitende Injektor 20, der
in 2 gezeigte Injektor 20, als ein Beispiel
angeführt wird. Zeichnungen und Erklärungen für
diesen werden weggelassen, um überflüssige Zeichnungen
und Erklärungen zu vermeiden.
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Als
nächstes wird ein Bearbeitungsverfahren, dass das Laserbearbeitungssystem 41 des
Bearbeitungssystems 40 verwendet, um eine Mikronut auszubilden,
d. h. eine Varianeinspritzöffnung 26 in dem Aufsatz 22 auf
der Spitze des Düsenkörpers 21 des Injektors 20,
beschrieben.
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Als
erstes wird der Aufsatz 22 des Injektors 20 auf
dem Bearbeitungstisch 3 gehalten. In diesem Fall ist der
Bearbeitungstisch 3, d. h. die Oberfläche, die
das Werkstück, d. h. den Aufsatz, lagert, zunächst
annähernd horizontal. Falls der Aufsatz 2 an der
Tragfläche angeordnet ist, entspricht die Mittelachse des
Aufsatzes 22 der vertikalen Achse und entspricht dem Laserstrahl
auf der Lasererzeugungseinheit 4 und der Wassersäule 6 aus
der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 des Laserbearbeitungssystems 41 (Neutralzustand).
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Als
nächstes wird ein Betriebsbefehl durch das Steuerbediengerät
in dem Bearbeitungssystem 40 zu dem Bearbeitungstisch 3,
der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 und der Lasererzeugungseinheit 4 gegeben,
wodurch Wasser zum Ausbilden der Wassersäule 6 an
einem Punkt zum Ausbilden der Varianteinspritzöffnung 26 des
Aufsatzes 22 auszubilden, ausgestoßen und der
Laserstrahl durch das Innere der Wassersäule 5 gezündet
bzw. abgefeuert.
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Aufgrund
dessen läuft das Hochdruckwasser für die Wassersäule 6 aus
der Wasserzufuhreinheit 5 durch die Düse 8 und
trifft den Punkt zur Ausbildung der Varianteinspritzöffnung 26 des
Aufsatzes 22 aus der vertikalen Achsenrichtung als eine
Wassersäule 6.
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Auf
der anderen Seite wird der Laserstrahlausgang der Lasererzeugungseinheit 4,
von der Lasererzeugungseinheit 4 durch eine optische Faser
zu dem Laserkopf 3 geführt, wo dieser zu einem
gewünschten Durchmesser fokussiert wird, dieser wird entlang
der Wassersäule 6 zusammen mit der Wassersäule 6 zu
einem Punkt des Aufsatzes 22 zur Ausbildung der Varianteinspritzöffnung 26 geführt.
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Der
Bearbeitungstisch 3 wird hier zu einer konstanten Geschwindigkeit
durch eine nicht dargestellte Steuerungsmechanik geschwenkt, so
dass dieser zu einem vorgegebenen Winkel um die vertikale Achse
schwingt.
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Aufgrund
dessen wird der Punkt des Aufsatzes 22, zur Ausbildung
der Varianteinspritzöffnung 26 getroffen und wird
mit der Wassersäule 6 und dem Laserstrahl, wie
in 8 dargestellt, von einem Startpunkt in den Neutral-
oder Ruhezustand des Bearbeitungstisches auf der linken und rechten
Seite gezündet bzw. abgefeuert, basierend auf dem Schwenkbetrieb
des Bearbeitungstischs 3, wodurch die erwünschte
Varianteinspritzöffnung 26 ausgebildet wird.
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Falls
der Laserstrahl an dem Punkt des Aufsatzes 22 zur Ausbildung
der Varianteinspritzöffnung 26 zusammen mit der
Wassersäule 6 gezündet wird, wenn der
Bearbeitungstisch 3, wie obenstehend beschrieben geschwenkt
wird, wird die gegenwärtige Leistung bei der Bearbeitung
in den tiefen Bereichen auch dann geringer sein als an der Oberfläche,
falls dann die Leistung des Laserstrahls einen geeigneten Eingangswert
aufweist, so dass die Rauhigkeit in der Nähe der Tiefenbereiche
sich tendenziell verschlechtert.
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Dennoch
wird bei der Durchführung der obenstehenden Schwenkbearbeitung
die Bewegungsgeschwindigkeit V2 des Zündpunkts des Laserstrahls
nahe der tiefen Bereiche im Vergleich zu der Bewegungsgeschwindigkeit
V1 des Zündpunkts des Laserstrahls nahe der Oberfläche
auch dann abfallen, falls die Leistung des Laserstrahls abfällt,
so dass der Grad der Bearbeitung zu einem vorgegebenen Niveau aufrechterhalten
werden (siehe 8).
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Mit
anderen Worten in der Nähe der tiefen Bereiche werden sich
die Zündpunkte des Laserstrahls in einem engeren Bereich
konzentrieren und sich überlappen. Dies führt
zu einer Verbesserung des Grads der Fertigstellung der bearbeiteten
Oberfläche.
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Auf
der anderen Seite ist es bei der Bearbeitung ohne solch eine Beschränkung,
wie in 9 dargestellt, leicht einzusehen, dass Nahe der
tiefen Bereiche, ungeachtet der Verminderung der Laserleistung,
die Bewegungsgeschwindigkeit V des Zündpunkts des Laserstrahls,
die Gleiche wie auf der Oberflächenseite ist, so dass die
Bearbeitungsfähigkeit unzureichend ist und die Oberflächenrauhigkeit sich
zwangsläufig verschlechtert.
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Obenstehend
wurde ein Beispiel der Verwendung eines wasserstrahlgeführten
Laserbearbeitungssystems, das ein variantbearbeitetes Teil an einem
Maschinenbauteil ausbildet, gezeigt, aber das wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitungssystem kann natürlich auch dazu verwendet
werden, um eine Mikroöffnung auszubilden. Untenstehend
wird dies als Bezugsbeispiel 2 erklärt.
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Referenzbeispiel 2
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Wie
nachstehend erläutert wird hier ein Bearbeitungsverfahren,
das die Bildung einer Vorbohrung (durch wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung) und Fertigstellung (durch Bohren etc.) kombiniert,
verwendet. Dennoch bei der Stufe, bei der die wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung, die ein wasserstrahlgeführtes Laserbearbeitungssystem
verwendet, die Präzision verbessert, sollte es möglich
sein Hochpräzisionsmikroöffnungen durch wasserstrahlgeführte
Laserbearbeitung alleine auszubilden.
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Das
wasserstrahlgeführte Laserbearbeitungssystem 51 (nachstehend
als ”Laserbearbeitungssystem 51” bezeichnet)
wird in solch einem Bearbeitungssystem 50 verwendet, wenn
eine Mikroöffnung in einem Werkstück (wird später
erklärt) eines Maschinenbauteils ausgebildet wird, um eine
Vorbohrung zur Führung der Richtung der Ausbildung an einem
Punkt des Werkstücks W auszubilden, das in dem geneigten
Zustand auf dem Bearbeitungstisch 3 gehalten wird, um die
Mikroöffnung 52 auszubilden.
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Das
Laserbearbeitungssystem 51 in diesem Fall weist den gleichen
Aufbau wie das Laserbearbeitungssystem 41, das in dem Referenzbeispiel
1 gezeigt wurde, auf. Die gleichen Bezugszeichen sind den Teilen
zugeordnet und detaillierte Erklärungen wurden daher weggelassen.
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Bei
der Ausbildung der Vorbohrung durch das Laserbearbeitungssystem 51 wird
Wasser ausgestoßen, um eine Wassersäule 6 auszubilden
und ein Laserstrahl wird durch das Innere der Wassersäule 6 an
dem Punkt des Werkstücks W gezündet, das in dem
geneigten Zustand auf dem Bearbeitungstisch 3 gehalten
wird, an dem die Mikroöffnung 52 auszubilden ist.
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Nach
der Ausbildung der Vorbohrung durch das Laserbearbeitungssystem 51,
wird die Öffnung durch Verwendung eines Bohrers 53,
als Fertigstellungsbearbeitung (siehe 11) gebohrt.
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Als
ein Maschinenbauteil, das mit einem Werkstück W vorgesehen
ist, wie in 12 gezeigt, kann ein Injektor 60 als
ein Beispiel erwähnt werden.
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Der
Injektor 60 weist ein rohrförmiges Gehäuse 61 auf,
das nicht im Detail beschrieben wird. Das obere Ende des Gehäuses 61 bildet
einen Kraftstoffeinlass 62 aus. Der Kraftstoffeinlass 62 wird
mit dem Kraftstoff von einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe versorgt.
Der Kraftstoff fließt durch einen Kraftstofffilter 63 zu
der inneren Umfangsseite des Gehäuses 61.
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Das
untere Ende des Gehäuses 61 ist mit einem Düsenhalter 64 vorgesehen.
Im Inneren ist ein rohrförmiger Ventilkörper 65 ausgebildet.
Der Ventilkörper 65 weist eine Öffnung 66 an
dem Ende entgegengesetzt zu dem Kraftstoffeinlass 62 in
axialer Richtung auf. In dieser Öffnung 66 ist
das Werkstück W, d. h. die Einspritzöffnungsplatte 67 fixiert.
Die Einspritzöffnungsplatte 67 ist vorgesehen
mit Mikroöffnungen 52 (nachstehend bezeichnet
als Einspritzöffnungen 52), die an einer Neigung
ausgebildet sind, so dass diese größer zur äußeren
Seite hin werden. Zu beachten ist, dass eine Nadel 68 in
der inneren Umfangsseite eines solchen Gehäuses 61,
Düsenhalter 64, und den Ventilkörper 65 enthalten
sind, so dass diese zur Wechselseitenbewegung in der Lage ist. Die
Nadel 68 ist konfiguriert, um sich in axialer Richtung
durch eine elektromagnetische Steuerungseinrichtung, d. h. eine
Steuerungseinheit 69, nach oben und unten zu bewegen, um
einen Kraftstoffkanal 70 mit dem Ventilkörper 65 auszubilden, durch
den der Kraftstoff fließt, um Kraftstoff zu den Einspritzöffnungen 52 der
Einspritzöffnungsplatte 67 in der Öffnung 66 zuzuführen
und den Kraftstoff zu der Außenseite durch die Einspritzöffnungen 52 auszustoßen.
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Das
Werkstück W, d. h. die Einspritzöffnungsplatte 67,
wird ferner in einer dünnen Platte ausgebildet. Die Einspritzöffnungsplatte 67 ist
mit einer Mehrzahl von Mikrobohrungen, d. h. den Einspritzöffnungen 52,
vorgesehen, die geneigt ausgebildet sind, um den Mittelpunkt der
Einspritzöffnungsplatte 67 herum, so dass eine
etwa kreisförmige Öffnung 66 an dem Ende
der Einspritzöffnungsplatten 67 Seite des Ventilkörpers 55 imittiert
wird.
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Als
nächstes wird der Bearbeitungsablauf zur Ausbildung der
Einspritzöffnungen 52 als Mikrobohrungen in dem
Werkstück W, d. h. die Einspritzöffnungsplatte 67 des
Injektors 60, erklärt.
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Als
erstes wird das Werkstück W, d. h. die Einspritzöffnungsplatte 67,
in einem geneigten Zustand auf dem Bearbeitungstisch 3 gehalten.
In diesem Fall, ist der geneigte Haltewinkel der Einspritzöffnungsplatte 67 auf
den Bearbeitungstisch 3 mit dem Neigungswinkel der Einspritzöffnung 52 abgestimmt,
die ausgebildet wird.
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Als
nächstes wird ein Betriebsbefehl durch das Steuerbediengerät
in dem Bearbeitungsgerät 51 zu der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 und
der Lasererzeugungseinheit 4 gegeben, wodurch Wasser ausgestoßen
wird, um die Wassersäule 6 zu bilden, und ein
Laserstrahl wird durch die Innenseite der Wassersäule 6 an
einem Punkt des Werkstücks W gezündet, um eine
Mikrobohrung W auszubilden.
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Aufgrund
dessen passiert das Hochdruckwasser für die Wassersäule 6 aus
der Hochdruckwasserzufuhreinheit 5 durch die Düse 8 und
trifft den Punkt des Werkstücks W, um die Mikrobohrungen auszubilden,
als eine Wassersäule 6 mit einem geneigten Halewinkel.
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Auf
der anderen Seite wird der Laserstrahlauslass aus der Lasererzeugungseinheit
von der Lasererzeugungseinheit 4 durch eine optische Faser 9 zu
dem Laserkopf geführt, wo dieser zu einem gewünschten
Durchmesser fokussiert wird, dann wird dieser entlang der Wassersäule 6 zusammen
mit der Wassersäule zu einem Punkt der Werkstücks
W, und dort die Mikrobohrung auszubilden, geführt.
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Aufgrund
dessen wird eine Vorbohrung, die an dem geneigten Haltewinkel der
Einspritzöffnungsplatte 67 ausgerichtet ist, d.
h. der Neigungswinkel der Einspritzöffnung 52,
an dem Punkt des Werkstücks W ausgebildet, um die Mikrobohrung
auszubilden.
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Durch
Wiederholung der Ausbildung der Vorbohrungen, kann eine erwünschte
Anzahl von Vorbohrungen Ph in dem Werkstück W ausgebildet
werden.
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Nach
dem Obenstehenden werden derartige Vorbohrungen Ph in dem Werkstück
W ausgebildet, wobei die Öffnungen als Endarbeit in einem
Zustand, in dem sie mit dem gleichen Neigungswinkel auf dem Bearbeitungstisch 3 gehalten
werden, gebohrt (siehe 11).
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Ein
Bohrer 53 ist mit einer Bohrspitze 53p einer Größe
entsprechend der Einspritzöffnung 52 versehen.
Die Bohrspitze 53p wird zum Bohren in Richtung der Vorbohrung
Ph in dem Werkstück W entlang der gleichen Bearbeitungsrichtung,
wie die Wassersäule 6 und der Laserstrahl in dem
Laserbearbeigungssystem 1, weiterbewegt.
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In
diesem Fall ist die Bohrspitze 53p eine ultrafeine Bohrspitze,
entsprechend dem Mikrodurchmesser der Einspritzöffnung 52.
Die Bohrspitze 53p kann entlang der Vorbohrung Ph, die
sich an dem Neigungswinkel der Einspritzöffnung 52 mit
der Vorbohrung Ph als eine Führung ausrichtet, verlaufen, so
dass der Druck auf die Bohrspitze 53p soweit wie möglich
unterbunden werden kann. Demzufolge kann Bohren ohne das Brechen
der Bohrspitze 53p zuverlässig ausgeführt
werden.
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Ferner
kann zur Ausbildung der Vorbohrung, anders als bei der Verwendung
des wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystems, ebenso
eine normale Laserbearbeitung verwendet werden. Allerdings ist eine
Verwendung des wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystems
vorteilhafter und effizienter insofern bei der Ausführung
der Endbearbeitung, d. h. dem Bohren, es den Umfang der Arbeit des
Rohrens (Menge der Entfernung) auf ein Minimum reduziert.
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Ferner
ist für die Endbearbeitung ebenso Elektroerosion möglich.
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Ferner
kann bei dem obenstehenden wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystem
eine Verbesserung der Präzision in Zukunft erwartet werden.
Wenn es das erwünschte Niveau an Präzision erreicht
hat, kann eine Ausbildung von Hochpräzisionsmikroöffnungen
aus der Bildung von Vorbohrungen für die Endbearbeitung
von einem wasserstrahlgeführten Laserbearbeitungssystem
alleine erwartet werden.
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Bei
der Bearbeitung des Bearbeitungsverfahrens für Mikrobearbeitung
eines Teils an einem Maschinenbauteil gemäß der
vorliegenden Erfindung wurde ein Injektor als das Maschinenbauteil
illustriert und der Bearbeitungsablauf zur Bildung einer Mikronut,
d. h. eine Varianteinspritzöffnung, in einem Aufsatz erklärt.
Allerdings ist das Maschinenbauteil natürlich nicht auf
einen Injektor begrenzt und kann eine Auswahl anderer Maschinenbauteile
sein. Die Mikronuten können auch für Vergaseröffnungen,
Flüssigkeitsflusssteuerungsöffnungen und Druckmaschineneinspritzdüsen
verwendet werden.
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Während
die Erfindung mit Bezug zu den spezifischen Ausführungsformen,
die zum Zweck der Illustration ausgewählt wurden, beschrieben
wurde, sollte es klar sein, dass zahlreiche Änderungen
durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne von
dem grundlegenden Konzept und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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