DE102016114064A1

DE102016114064A1 - Scanspiegel und Scanspiegel-Einheit für ein Laser-Scansystem

Info

Publication number: DE102016114064A1
Application number: DE102016114064.3A
Authority: DE
Inventors: Norbert Petschik
Original assignee: Scanlab AG
Current assignee: Scanlab De GmbH
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scanspiegel für ein Laser-Scansystem (1), insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einer Trägerstruktur (5) und einer damit verbundenen Spiegelplatte (6), die an der zur Trägerstruktur (5) abgewandten Seite eine Spiegelfläche (7) aufweist. Erfindungsgemäß ist die Trägerstruktur (5) aus einem porösen Material ausgebildet, das eine Struktur mit Hohlräumen aufweist. In einem weiteren Erfindungsaspekt ist eine Außenfläche (13) der, vorzugsweise porösen, Trägerstruktur (5) zumindest in einem Bereich versiegelt, so dass lose Partikel der Trägerstruktur (5) in dessen Inneren einschließbar sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Scanspiegel-Einheit für ein Laser-Scansystem (1), insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einem Scanspiegel (4) zum Ablenken eines Laserstrahls (3) und einem mit diesem verbundenen Spiegelhalter (15), der eine Halterachse (Ha) aufweist, um die der Spiegelhalter (15) zusammen mit dem Scanspiegel (4) drehbar ist. Erfindungsgemäß ist der Spiegelhalter (15) zum Auswuchten der Scanspiegel-Einheit (14) relativ zum Scanspiegel (4) derart ausgerichtet, dass die Halterachse (Ha) des Spiegelhalters (15) mit der Hauptträgheitsachse (Hta) des Scanspiegels (4) zusammenfällt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scanspiegel für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einer Trägerstruktur und einer damit verbundenen Spiegelplatte, die an der zur Trägerstruktur abgewandten Seite eine Spiegelfläche aufweist. Ferner beschreibt die Erfindung eine Scanspiegel-Einheit für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einem Scanspiegel zur Ablenkung eines Laserstrahls und einem mit diesem verbundenen Spiegelhalter, der eine Halterachse aufweist, um die der Spiegelhalter zusammen mit dem Scanspiegel drehbar ist.
Scanspiegel werden beispielsweise beim Laserschweißen oder beim Vermessen von 3D-Objekten verwendet, um einen Laserstrahl (kurz: Laser) einer orts- und orientierungsfesten Laserquelle über eine zu schweißende Naht oder über das zu vermessende Objekt zu führen. Der Scanspiegel kann aber auch für andere Laserbearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Schneiden, Bohren, Markieren, Mikrobearbeitung und/oder generative Fertigung, insbesondere 3D-Druck, verwendet werden. Ein einzelner Scanspiegel wird dabei zumeist nur um eine einzige Drehachse verdreht, so dass die Drehung des Scanspiegels den Laser nur in einer Richtung ablenkt. Um beispielsweise den Laser entlang einer Schweißnaht abzulenken, die sich in einer Fläche erstreckt, weisen Laser-Scansysteme deswegen meistens wenigstens zwei Scanspiegel auf, wobei der erste Scanspiegel den Laser in eine Richtung ablenkt und der zweite Scanspiegel den durch den ersten Scanspiegel bereits abgelenkten Laser um eine dazu senkrechte Richtung ablenkt. Dadurch kann der Laser über die Fläche entlang der Schweißnaht geführt werden.
Um Kosten einzusparen und die Leistungsfähigkeit der Laser-Scansysteme zu erhöhen ist man bestrebt, das Laserschweißen oder das Vermessen des 3D-Objekts so schnell wie möglich durchzuführen. Ein Faktor, der die Leistungsfähigkeit derartiger Laser-Scansysteme vorgibt, ist dabei die Geschwindigkeit, mit der der Laser bewegt bzw. abgelenkt wird. Die Geschwindigkeit mit der der Laser bewegt wird, hängt jedoch von der Drehgeschwindigkeit bzw. der Orientierungsänderung der Scanspiegel ab. Um den Laser schnell über das 3D-Objekt zu bewegen, muss auch der Scanspiegel schnell bewegt bzw. beschleunigt werden. Schnelle Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehgeschwindigkeitsänderungen führen dabei allerdings zu hohen Beschleunigungen, die zum einen auf den Scanspiegel einwirken und die zum anderen ein Stellantrieb des Scanspiegels aufbringen muss. Mit den hohen Beschleunigungen sind dann auch hohe Kräfte verbunden, die auf den Scanspiegel wirken. Die hohen Beschleunigungen bzw. Kräfte können außerdem zu Verformungen des Scanspiegels führen, wodurch natürlich ein genaues Ablenken des Lasers verhindert wird. Deswegen versucht man, den Spiegel auf der einen Seite so auszubilden, dass er ein möglichst geringes Trägheitsmoment hat, um den Scanspiegel schnell bewegen bzw. beschleunigen zu können. Auf der anderen Seite soll der Scanspiegel aber auch so stabil wie möglich ausgebildet sein, um die Verformungen zu vermeiden. Ein möglichst geringes Trägheitsmoment erreicht man insbesondere durch die Verwendung eines möglichst leichten Materials.
Aus der WO 2015/074677 A1 ist beispielsweise ein Umlenkspiegel bekannt, der in numerisch optimierter Leichtbauweise mittels eines 3-D-Druckverfahrens hergestellt wird. Die Leichtbauweise wird durch eine dreidimensionale Gitterstruktur erreicht, die mittels finiter Elemente Methoden berechnet und dann mittels des 3-D-Druckverfahrens gedruckt wird. Nachteilig bei einem derartigen Umlenkspiegel ist es, dass die Berechnung der Gitterstruktur extrem aufwändig und das 3-D-Druckverfahren der Gitterstruktur langsam ist.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Scanspiegel sowie eine Scanspiegel-Einheit zu schaffen, die diese Nachteile beseitigen.
Die Erfindung wird gelöst durch einen Scanspiegel und eine Scanspiegel-Einheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird ein Scanspiegel für ein Laser-Scansystem. Das Laser-Scansystem kann beispielsweise ein Laserbearbeitungsscanner und/oder ein Sensorscanner einer Laserbearbeitungsvorrichtung sein. Der Scanspiegel umfasst eine Trägerstruktur und eine damit verbundene Spiegelplatte. Die Spiegelplatte weist ferner eine Spiegelfläche auf, die an der zur Trägerstruktur abgewandten Seite angeordnet ist und an der ein Laserstrahl (kurz: Laser) reflektiert bzw. abgelenkt wird. Durch eine Drehung des Scanspiegels wird ein Winkel verändert, mit dem der Laser auf die Spiegelfläche trifft, wodurch der Laser in Abhängigkeit der durch die Drehung veränderten Orientierung des Scanspiegels in seiner Richtung verändert wird. Die Drehung des Scanspiegels erfolgt dabei um eine Drehachse. Der Laser kann dadurch auf ein gewünschtes Ziel, beispielsweise eine zu schweißende Naht, durch eine entsprechende Drehung des Scanspiegels gerichtet werden. Weitere Anwendungsfelder für den Scanspiegel können auch Laserbearbeitungsvorrichtungen für Schneiden, Bohren, Markieren, Mikrobearbeitung, generative Fertigung, insbesondere 3D-Druck, sein.
Zudem kann die Spiegelfläche eben ausgebildet sein. Dadurch kann der Laser in jedem Bereich der Spiegelfläche in eine gleiche Richtung abgelenkt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Drehachse, um die der Scanspiegel gedreht wird, parallel zu der, insbesondere ebenen, Spiegelfläche angeordnet sein.
Die Trägerstruktur ist dabei aus einem porösen Material ausgebildet. Das poröse Material weist zum einen ein besonders gutes Gewichts-Steifigkeitsverhältnis auf. Das poröse Material weist weiterhin eine Struktur mit Hohlräumen auf, die Größen im Submillimeter- bis in den Millimeterbereich aufweisen können. Die Struktur kann eine unregelmäßige und/oder eine regelmäßige Anordnung aufweisen. Die Hohlräume können dabei unterschiedlich groß und/oder kugelförmig ausgebildet sein. Die Hohlräume können des Weiteren gegeneinander abgeschlossen sein und/oder untereinander verbunden sein, so dass das poröse Material dadurch geschlossen- und/oder offenporig ist. Durch die Hohlräume wird weiterhin die Dichte und somit das Gewicht des porösen Materials verringert. Durch eine Vielzahl an Verästelungen und Verzweigungen, die das poröse Material aufweist, werden Kräfte die an dem Scanspiegel angreifen, gleichmäßig über ihn verteilt, so dass der Scanspiegel eine hohe Steifigkeit aufweist. Durch das poröse Material und das damit verbundene geringe Gewicht, weist der Scanspiegel ein geringes Trägheitsmoment auf. Durch das geringe Trägheitsmoment kann der Scanspiegel schnell gedreht werden, so dass eine Prozessgeschwindigkeit des Laser-Scansystems erhöht werden kann. Das poröse Material muss außerdem nicht aufwendig mittels numerischer Verfahren berechnet werden, was recht zeitintensiv und kostenaufwändig ist. Das poröse Material kann daher besonders einfach und in kurzer Zeit ausgebildet werden, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn das poröse Material eine Schaumstruktur aufweist. Die Schaumstruktur kann dabei unregelmäßig ausgebildet sein. Die Schaumstruktur weist eine geringe Dichte aber eine hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit auf und kann einfach hergestellt werden. Alternativ kann das poröse Material auch eine Mikrogitterstruktur aufweisen, die beispielsweise regelmäßig, unregelmäßig und/oder metallisch ausgebildet sein kann. Das poröse Material kann auch einen keramischen Werkstoff umfassen.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn das poröse Material ein Metallschaum ist, der beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Beryllium, eine Berylliumlegierung, Magnesium, eine Magnesiumlegierung und/oder Silizium umfasst. Viele Metallschäume können mittels etablierter Verfahren hergestellt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das poröse Material aber auch ein Keramikschaum sein, der beispielsweise Siliziumcarbid- und/oder ein Aluminiumoxid umfasst. Das poröse Material kann aber auch aus Glas ausgebildet sein. Der Keramikschaum weist eine besonders hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit auf.
Vorteilhaftweise ist das poröse Material ein Aluminiumschaum, der eine geringe Dichte aufweist und durch einen niedrigen Schmelzpunkt des Aluminiums (im Bereich von ca. 660°C) einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Das poröse Material kann zusätzlich oder alternativ auch ein Aerogel sein, das beispielsweise Aerographit, Aerographen und/oder Aerosilikat umfasst. Das Aerogel zeichnet sich durch eine besonders hohe Porösität aus, so dass es ein besonders geringes Gewicht aufweist. Durch das geringe Gewicht ist ebenfalls das Trägheitsmoment des Scanspiegels verringert. Dabei ist das Aerogel jedoch auch ausreichend steif, so dass der daraus ausgebildete Scanspiegel eine geringe Verformung aufweist.
Zusätzlich oder alternativ kann das poröse Material auch ein Mikrogitter sein, das beispielsweise aus einem Metall ausgebildet ist. Derartige Mikrogitter können ebenso einfach hergestellt werden.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn das poröse Material eine Trabekel- und/oder eine Voronoistruktur aufweist. Die Trabekelstruktur ist beispielsweise in menschlichen Knochen anzufinden und verleiht ihnen die nötige Stabilität. Durch feine Verästelungen und Verzweigungen werden Kräfte, die auf die Trabekelstruktur wirken, effizient verteilt und abgeleitet.
Die Voronoistruktur weist eine Blasenstruktur auf, wobei die einzelnen Hohlräume des porösen Materials gegeneinander abgeschlossen sein können. Dadurch kann beispielsweise ein Eindringen von Schmutz in das poröse Material verhindert werden, der zu einer Gewichtszunahme führen würde.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das poröse Material im Vergleich zum entsprechenden Vollmaterial eine reduzierte Dichte von maximal 25% aufweist. Die Dichte kann aber auch maximal 10% betragen. Beispielsweise weist Aluminium eine Dichte von 2,70 g/cm³ auf, so dass beispielsweise die Dichte des Aluminiumschaums 0,27 g/cm³ betragen kann. In gleichem Maße ist damit auch das Gewicht der Trägerstruktur des Scanspiegels verringert, so dass er insgesamt leichter ist. Dies führt zu einem geringen Trägheitsmoment des Scanspiegels.
Von Vorteil ist es daneben, wenn an der zur Spiegelplatte gegenüberliegenden Seite des Scanspiegels eine Trägerplatte angeordnet ist. Wenn die Spiegelplatte mit der Spiegelfläche die Vorderseite des Scanspiegels bildet, ist die Trägerplatte somit auf der Rückseite des Scanspiegels angeordnet. Die Trägerplatte dient dabei zur weiteren Stabilisierung des Scanspiegels und/oder dazu, einen Spiegelhalter daran zu befestigen.
Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn die Spiegelplatte, die Trägerstruktur und die Trägerplatte in Sandwichbauweise übereinanderliegend angeordnet sind. Dadurch können mit geringerem Aufwand mehrere Scanspiegel gleichzeitig hergestellt werden, wenn die Spiegelplatte und die Trägerplatte eine Größe aufweisen, so dass daraus mehrere Scanspiegel herausgeschnitten werden können. Dazu kann eine entsprechend große Spiegelplatte und eine entsprechend große Trägerplatte mit dazwischen liegendem porösen Material ausgebildet werden. Das poröse Material muss dabei nur einmal zwischen der Trägerplatte und der Spiegelplatte angeordnet werden. Danach können aus diesem Sandwichverbund mehrere einzelne Scanspiegel, beispielsweise durch einfaches Zersägen, ausgeschnitten werden.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Trägerplatte eine Breite aufweist, die mindestens 25% der Breite der Spiegelplatte beträgt. Dadurch kann auf der einen Seite erreicht werden, dass der Scanspiegel insgesamt nicht zu schwer wird und andererseits dass die Trägerplatte die Stabilität des Scanspiegels ausreichend erhöht.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn die Trägerstruktur mit der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte stoffschlüssig verbunden ist. Zwischen der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte und der Trägerstruktur ist dadurch eine Verbindungsschicht angeordnet. Beispielsweise kann die Trägerstruktur mit der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte durch Hitzeeintrag in einem Kontaktbereich verschweißt sein. Die Trägerstruktur kann in dem Kontaktbereich zwischen Trägerstruktur und Spiegelplatte und/oder Trägerplatte in die Spiegelplatte und/oder Trägerplatte eindiffundieren. Infolgedessen kann sich zwischen der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte und der Trägerstruktur auch eine Diffusionsschicht ausbilden. Dadurch wird eine sichere Verbindung zwischen den Einzelbauteilen ausgebildet, die hohe Belastungen aufnehmen kann. Dadurch können beispielsweise die jeweiligen Einzelbauteile gesondert hergestellt werden und in einem einfachen Verfahren zusammengeschweißt werden. Dieses Verfahren ist dabei sehr kostengünstig und sehr schnell.
Zusätzlich oder alternativ können die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte mit der Trägerstruktur verlötet sein, was ebenfalls in einem einfachen Herstellungsverfahren durchgeführt werden kann. Als Verbindungsschicht bildet sich dabei zwischen den Elementen eine Lötschicht aus.
Nochmals zusätzlich oder alternativ kann die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte mit der Trägerstruktur verklebt sein, was ebenfalls in einem einfachen Herstellungsverfahren durchgeführt werden kann. Als Verbindungsschicht bildet sich dabei zwischen den Elementen eine Klebeschicht aus.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte im Vergleich zur Trägerstruktur aus dem gleichen Basismaterial, insbesondere Aluminium, hergestellt sind. Dadurch weisen die einzelnen Teile des Scanspiegels beispielsweise den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, so dass bei einer Erwärmung des Scanspiegels Spannungen weitgehend vermieden werden, die die Ablenkung des Lasers stören können.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Spiegelplatte mit einer ersten Beschichtung beschichtet ist, die die Spiegelfläche ausbildet. Dadurch kann die Spiegelfläche erst zum Ende des Herstellungsverfahrens des Scanspiegels aufgebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann auch eine zweite Beschichtung aufgebracht werden, die die Reflexionseigenschaften des Scanspiegels anpasst. Dadurch kann die Spiegelfläche verbessert werden. Es kann aber auch eine schmutzabweisende, beispielsweise eine antistatische, Beschichtung aufgetragen werden, so dass ein Reinigungszyklus des Scanspiegels verlängert wird. Es kann ferner zum Schutz der Spiegelfläche, beispielsweise vor mechanischen Beschädigungen wie Kratzern, eine Schutzschicht aufgebracht werden.
Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte eine n-eckige Form aufweist. Dabei kann das n-Eck ein konvexes n-Eck sein. Ferner kann das n-Eck ein Achteck sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte eine runde und/oder eine ovale Form aufweisen. Das Achteck kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass die Spiegelplatte als Ausgangsform ein Rechteck ist, wobei die Ecken des Rechtecks abgeschrägt sind. Wenn der zu reflektierende Laser in einem Bereich der Mitte auf die Spiegelfläche auftrifft, kann auf die Ecken zur Gewichtseinsparung verzichtet werden.
Zusätzlich oder alternativ können die Spiegelplatte und die Trägerplatte auch unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise kann die Spiegelplatte ein Achteck und die Trägerplatte ein Rechteck sein.
Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn eine Außenfläche, insbesondere zumindest eine Seitenfläche des Scanspiegels, zumindest in einem Bereich der Trägerstruktur nachbearbeitet ist. Die Außenflächen der Trägerstruktur können beispielsweise mittels eines spanenden Bearbeitungsverfahrens nachbearbeitet sein. Die Außenflächen können beispielsweise abgefräst sein. Als Außenflächen werden dabei alle Außenflächen der Trägerstruktur bezeichnet, also insbesondere auch diejenigen, die bei dem Scanspiegel unter der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte liegen. Seitenflächen sind dabei die Flächen, die den Scanspiegel um einen Umfang umranden und zwischen der Spiegelplatte und der Trägerplatte liegen. Die Seitenflächen sind somit die Flächen, die nicht von der Spiegelplatte und/oder Trägerplatte bedeckt sind.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teil der Seitenflächen der Trägerstruktur nachbearbeitet sein. Dies kann beispielsweise mit einem spanenden Bearbeitungsverfahren durchgeführt sein. Beispielsweise kann zumindest eine Seitenfläche abgefräst sein. Des Weiteren kann zumindest eine Seitenfläche abgeschrägt sein, so dass Material der Trägerstruktur verringert ist. Dadurch ist Gewicht eingespart, wodurch das Trägheitsmoment des Scanspiegels verringert ist.
Vorteilhaft ist es daneben, wenn eine Dicke der Spiegelplatte, der Trägerstruktur und/oder der Trägerplatte mit einem Abstand zur Drehachse abnimmt. Dadurch wird das Trägheitsmoment des Scanspiegels verringert, so dass er schneller gedreht bzw. beschleunigt werden kann.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Außenfläche der Trägerstruktur mittels einer Versiegelungsbeschichtung versiegelt ist. Die Außenfläche der Trägerstruktur kann aber auch zusätzlich oder alternativ mit einem Abdeckelement versiegelt sein. Dadurch können lose Partikel des porösen Materials in der Trägerstruktur fixiert bzw. in der Trägerstruktur eingeschlossen werden. Lose Partikel können beispielsweise bei der Herstellung des Scanspielgels entstehen und in ihm verbleiben. Durch schnelle Bewegungen oder eventuell auftretende Erschütterungen des Scanspiegels können sich ebenfalls winzige Partikel des porösen Materials ablösen. Diese können zum einen aus der Trägerstruktur austreten und den Laser stören.
Vorgeschlagen wird ferner ein Scanspiegel mit einer Trägerstruktur und einer damit verbundene Spiegelplatte. Der Scanspiegel kann gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet sein, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. An der zur Trägerstruktur abgewandten Seite der Spiegelplatte ist außerdem eine Spiegelfläche angeordnet, die einen Laserstrahlt reflektiert und dadurch ablenkt. Der Scanspiegel ist für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, vorgesehen.
Insbesondere bei der Verwendung eines porösen Materials für die Trägerstruktur und/oder wenn diese spanend nachbearbeitet wurde, können sich in den Poren und/oder Öffnungen der Trägerstruktur lose Partikel befinden. Beim Bewegen des Scanspiegels, können diese aus der Trägerstruktur austreten und sich auf der Spiegelfläche absetzen. Hierdurch würden die optischen Eigenschaften der Spiegelfläche negativ beeinflusst werden, was sich letztendlich in einer fehlerhaften Ablenkung des Laserstrahls bemerkbar machen würde. Vorgeschlagen wird deshalb, dass eine, insbesondere freiliegende, Außenfläche der Trägerstruktur zumindest in einem Bereich versiegelt ist. Die Trägerstruktur kann dabei aus dem porösen Material ausgebildet sein. Lose Partikel können beispielsweise bei der Herstellung des Scanspiegels entstehen und in ihm verbleiben. Außerdem können sich lose Partikel bei schnellen Bewegungen des Scanspiegels oder bei Erschütterungen von der Trägerstruktur ablösen. Die losen Partikel können während der Verwendung des Scanspiegels aus ihm austreten und den Laser stören. Da die Trägerstruktur versiegelt ist, können lose Partikel der Trägerstruktur in dessen Inneren eingeschlossen werden, so dass sie den Laser und/oder den Scanspiegel in dessen Ablenkung bzw. der Bewegung nicht stören.
Vorteilhaft ist es, wenn die Außenfläche, insbesondere eine Seitenfläche, der Trägerstruktur mit einer Versiegelungsbeschichtung versiegelt ist. Beispielsweise kann die Trägerstruktur in ein Bad einer Versiegelungsflüssigkeit, beispielsweise einem Lack, einem Harz und/oder einem Kleber, eingetaucht sein, so dass die Außenfläche versiegelt ist. Dabei kann aber auch nur eine oder mehrere Seitenflächen mit der Versiegelungsbeschichtung versiegelt sein.
Zusätzlich oder alternativ kann die Außenfläche, insbesondere eine Seitenfläche, der Trägerstruktur auch mit einem Abdeckelement versiegelt sein. Beispielsweise kann ein Blech und/oder eine Folie die Außenfläche versiegeln. Dabei kann aber auch nur eine oder mehrere Seitenflächen mit dem Abdeckelement versiegelt sein.
Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Außenfläche der Trägerstruktur vollständig versiegelt ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Versiegelungsbeschichtung ein Klebstoff, mittels dem die Trägerstruktur mit der Spiegelplatte und/oder einer Trägerplatte stoffschlüssig verbunden ist. Dadurch kann mit Hilfe des Klebstoffs zum einen die Versiegelungsbeschichtung ausgebildet werden und zum anderen die Trägerstruktur mit der Spiegelplatte und/oder der Trägerplatte verbunden werden. Dadurch werden mit der klebenden Versiegelungsbeschichtung zwei Effekte gleichzeitig erzielt, so dass der Herstellungsprozess des Scanspiegels vereinfacht ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Scanspiegel in Richtung der Drehachse eine Länge von 10 mm bis 300 mm, insbesondere von 30 mm bis 200 mm aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn der Scanspiegel quer zur Drehachse eine Breite von 10 mm bis 300 mm, insbesondere von 30 mm bis 200 mm aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn der Scanspiegel lotrecht zur Spiegelfläche eine Dicke von 2 mm bis 50 mm, insbesondere von 5 mm bis 35 mm aufweist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Scanspielgel ein Laserbearbeitungs-Scannerspiegel und/oder ein Laserbarbeitungssensoreinheit-Scannerspiegel ist.
Ferner wird eine Scanspiegel-Einheit für ein Laser-Scansystem mit einem Scanspiegel zur Ablenkung eines Laserstrahls (kurz: Laser) und einem mit diesem verbundenen Spiegelhalter vorgeschlagen. Der Scanspiegel ist vorzugsweise gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Der Spiegelhalter weist eine Halterachse auf, um die der Spiegelhalter zusammen mit dem Scanspiegel im bestimmungsgemäßen Gebrauch drehbar gelagert ist. Die Halterachse kann dabei auch eine Drehachse, um die die Scanspiegel-Einheit gedreht werden kann, definieren. Laser-Scansysteme sind beispielsweise Laserbearbeitungsscanner und/oder Sensorscanner einer Laserbearbeitungsvorrichtung. Mittels des Scanspiegels wird ein richtungsfester Laser auf eine Fläche abgelenkt und durch die Drehung des Scanspiegels um die Drehachse wird die Position des Lasers an dem Bearbeitungsobjekt verändert. Mögliche Anwendungsfelder für eine derartige Scanspiegel-Einheit für ein Laser-Scansystem können beispielsweise Schweißen, Schneiden, Bohren, Markieren, Mikrobearbeitung, generative Fertigung, insbesondere 3D-Druck, Laservermessung und/oder Laserschweißen sein.
Erfindungsgemäß sind der Scanspiegel und der Spiegelhalter zueinander ausgewuchtet. Der Scanspiegel und der Spiegelhalter können vorzugsweise statisch (Drehachse verläuft durch den Massenschwerpunkt) und/oder dynamisch (Drehachse fällt mit einer Hauptträgheitsachse zusammen) ausgewuchtet sein. Durch das Auswuchten können unerwünschte Momente bei der Drehung des Scanspiegels vermieden werden. Dies ermöglicht eine präzise Drehung des Spiegels, so dass der Laser mit einer hohen Genauigkeit über das zu bearbeitende Objekt geführt werden kann.
Der Scanspiegel weist ferner eine Hauptträgheitsachse auf. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Scanspiegel-Einheit ist der Spiegelhalter zum Auswuchten der Scanspiegel-Einheit relativ zum Scanspiegel derart ausgerichtet, dass die Halterachse bzw. Drehachse des Spiegelhalters mit der Hauptträgheitsachse des Scanspiegels zusammenfällt. Die Halterachse des Spiegelhalters ist auch die Drehachse, um die der Scanspiegel gedreht werden kann. Wenn die Halterachse bzw. die Drehachse mit der Hauptträgheitsachse des Scanspiegels zusammenfällt, weist der Scanspiegel keine Unwuchten auf, so dass der Scanspiegel besonders vorteilhaft gedreht werden kann. Wenn die Hauptträgheitsachse die ist, die das geringste Trägheitsmoment aufweist, kann der Scanspiegel energiesparend gedreht werden. Fällt die Drehachse mit einer Hauptträgheitsachse zusammen sind der Scanspiegel und der Spiegelhalter dynamisch ausgewuchtet.
Zusätzlich oder alternativ kann der Spiegelhalter relativ zum Scanspiegel auch derart ausgerichtet sein, dass die Halterachse des Spiegelhalters mit einem Massenschwerpunkt des Scanspiegels zusammenfällt. Dadurch können ebenfalls die Unwucht und eine Vibration der Scanspiegel-Einheit bei der Drehung verringert werden. Geht die Drehachse durch den Massenschwerpunkt sind der Scanspiegel und der Spiegelhalter statisch ausgewuchtet.
Von Vorteil ist es dabei, wenn der Spiegelhalter zum Scanspiegel, insbesondere zu seiner Symmetrieachse, einen translatorischen Versatz aufweist. Der translatorische Versatz kann dabei generell in alle drei Raumrichtung ausgebildet sein. Dabei ist jedoch zu beachten, dass ein translatorischer Versatz in Richtung der Halterachse bzw. der Drehachse keine Auswirkungen auf die Dreheigenschaften hat, so dass diese hier ausgenommen sein kann. Der translatorische Versatz weist damit zumindest eine Komponente auf, die senkrecht zur Halterachse bzw. Drehachse orientiert ist. Der translatorische Versatz ist dabei beispielsweise derart ausgebildet, dass der Scanspiegel seitlich zum Spiegelhalter versetzt ist. Durch den translatorischen Versatz kann die Halterachse bzw. die Drehachse mit der Hauptträgheitsachse zusammengebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann der Spiegelhalter zum Scanspiegel, insbesondere zu seiner Symmetrieachse, einen rotatorischen Versatz aufweisen. Der rotatorische Versatz kann dabei generell um eine der drei Raumachsen ausgebildet sein. Dabei ist wiederum zu beachten, dass der rotatorischer Versatz gedreht um die Halterachse bzw. Drehachse ausgenommen sein kann. Eine Rotationsachse des rotatorischen Versatzes weist dabei zumindest eine Komponente auf, die senkrecht zur Halterachse bzw. Drehachse ausgebildet ist. Durch den rotatorischen Versatz kann die Halterachse bzw. die Drehachse mit der Hauptträgheitsachse zusammengebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn der Spiegelhalter und/oder der Scanspiegel ein Auswuchtgewicht aufweisen. Das Auswuchtgewicht kann beispielsweise beweglich sein. Zusätzlich oder alternativ kann es auch arretierbar sein. Die Unwucht kann beispielsweise zuerst gemessen und daraufhin das Auswuchtgewicht dementsprechend an dem Spiegelhalter und/oder dem Scanspiegel angeordnet und arretiert werden, so dass die Unwucht ausgeglichen ist.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Scanspiegel-Einheit, insbesondere der Spiegelhalter, eine Justageeinrichtung aufweist, mittels der der translatorische und/oder rotatorische Versatz feinjustierbar ist. Beispielsweise mittels einer Schraube, beispielsweise einer Mikrometerschraube, kann der Scanspiegel derart verschoben und/oder verdreht werden, bis die Halterachse bzw. die Drehachse mit der Hauptträgheitsachse zusammenfällt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es außerdem, wenn der Spiegelhalter derart zum Scanspiegel versetzt und/oder verdreht ist, dass die Drehachse bzw. die Halterachse, die auch die Drehachse definieren kann, der Scanspiegel-Einheit mit der Hauptträgheitsachse zusammenfällt. Dabei kann die Halterachse des Spiegelhalters zu einer Symmetrieachse des Scanspiegels seitlich versetzt und/oder geneigt sein. Die Symmetrieachse ist dabei durch die Form des Scanspiegels und die Drehachse durch die Drehung um den Spiegelhalter definiert. Die Drehachse und die Halterachse können dabei übereinander liegen. Wenn der Scanspiegel eine Unwucht aufweist, kann ein Schwerpunkt des Scanspiegels nicht mehr auf der Symmetrieachse liegen, so dass die Drehachse gegen die Symmetrieachse verschoben werden muss, um die Unwucht auszugleichen. Dies ist vorteilhaft, da ein Scanspiegel der eine Unwucht aufweist, bei der Drehung Vibrationen bzw. eine nicht-vorhersehbare Bewegung ausführt. Ein genaues Ablenken des Lasers wird dadurch erschwert. Durch Verschiebung der Drehachse gegenüber der Symmetrieachse, so dass beide zueinander versetzt und/oder geneigt sind, kann die Drehachse durch den Schwerpunkt des Scanspiegels gelegt werden. Dies hat noch den weiteren Vorteil, dass eine Drehachse durch den Schwerpunkt ein geringeres Trägheitsmoment aufweist. Dadurch kann der Scanspiegel schneller gedreht werden. Die Drehachse kann insbesondere auch derart verschoben werden, dass sie mit einer Hauptträgheitsachse übereinstimmt. Besonders ist es von Vorteil, wenn die Drehachse derart angeordnet ist, dass die Scanspiegel-Einheit bei einer Drehung um die Drehachse das geringste Trägheitsmoment aufweist.
Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn in einem Randbereich des Scanspiegels der Spiegelhalter angeordnet ist, mittels dem der Scanspiegel haltbar und um eine Drehachse drehbar ist. Die Drehachse kann dabei beispielsweise koaxial zum Spiegelhalter verlaufen. Der Spiegelhalter kann darüber hinaus auch an dem Randbereich der Trägerplatte und/oder der Spiegelplatte angeordnet sein. Beispielsweise kann der Spiegelhalter eine Klammer aufweisen, die den Scanspiegel an dem Randbereich der Trägerplatte und der Spiegelplatte einklemmt. Der Spiegelhalter kann beispielsweise auch an der Trägerplatte und/oder der Spiegelplatte festgeschraubt oder festgeklebt sein.
Zusätzlich oder alternativ kann der Spiegelhalter auch einteilig mit dem porösen Material ausgebildet sein. Der Spiegelhalter wird somit direkt bei der Herstellung des porösen Materials mit ausgebildet. Dadurch wird ebenfalls das Gewicht des Spiegelhalters gering gehalten, um das Trägheitsmoment des Scanspiegels so gering wie möglich zu halten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn die Scanspiegel-Einheit einen mit dem Spiegelhalter verbundenen Aktor aufweist, mit dem der Scanspiegel gemeinsam mit dem Spiegelhalter um die Halterachse drehbar ist. Der Aktor kann als ein galvanometrischer, ein piezoelektrischer und/oder ein elektromotorischer Aktor ausgebildet sein. Damit können ausreichend hohe Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehbeschleunigungen erreicht werden.
Von Vorteil ist es auch, wenn der Spiegelhalter als Rotor des Aktors ausgebildet ist, wobei der Spiegelhalter im Bereich des dem Scanspiegel abgewandten Endes einen Magneten aufweist. Der Aktor ist hier beispielsweise der galvanometrische und/oder der elektromotorische Aktor. Der Magnet kann beispielsweise ein Permanentmagnet sein, so dass auf Stromanschlüsse für den Rotor verzichtet werden kann. Der Rotor des Aktors sowie der Spiegelhalter können dabei einteilig ausgebildet werden. Zusätzliche Bauteile, wie z.B. Verbindungselemente, entfallen, so dass das Gewicht des Rotors mit Spiegelhalter sowie des Scanspiegels so gering wie möglich gehalten sind. Dadurch ist ebenfalls das Trägheitsmoment der Scanspiegel-Einheit gering gehalten.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Scanspiegels für ein Laser-Scansystem vorgeschlagen, wobei der Scanspiegel eine Trägerstruktur und eine damit verbundene Spiegelplatte umfasst. Die Spiegelplatte weist an der zur Trägerstruktur abgewandten Seite eine Spiegelfläche auf. Das Laser-Scansystem kann beispielsweise ein Laserbearbeitungsscanner und/oder ein Sensorscanner einer Laserbearbeitungsvorrichtung sein. Zur Herstellung eines Scanspiegels wird ein Vormaterial verwendet, aus dem die Trägerstruktur ausgebildet wird. Das Vormaterial kann dabei ein poröses Material umfassen. Die Trägerstruktur kann beispielsweise ein Metall- und/oder ein Keramikschaum sein. Das Vormaterial kann dann beispielsweise Aluminium oder eine Legierung davon sein, so dass ein Aluminiumschaum oder ein Aluminiumlegierungsschaum ausgebildet wird. Das poröse Material, insbesondere der Aluminiumschaum, weist dabei ein geringes Gewicht und damit ein geringes Trägheitsmoment aber auch eine hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit auf, so dass der Scanspiegel schnell gedreht werden kann.
Dabei kann mit diesem Herstellungsverfahren ein Scanspiegel ausgebildet werden, der gemäß einem oder mehreren Merkmalen der vorhergehenden und/oder nachfolgenden Beschreibung ausgebildet ist.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn die Spiegelplatte und die Trägerplatte voneinander beabstandet in einem Formwerkzeug positioniert werden. Zusätzlich oder alternativ kann dazwischen das Vormaterial eingebracht werden. Um beispielsweise den Aluminiumschaum (oder einen anderen Metallschaum) aufzuschäumen, weist das Vormaterial ein Treibmittel auf, das mit dem Vormaterial vermengt ist. Das Treibmittel kann beispielsweise ein Hydrid, z.B. Titandihydrid, sein, das bei Erhitzung Wasserstoff freigibt, der wiederum das Vormaterial aufschäumt. Das Aufschäumen des Aluminiumschaums geschieht bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des Vormaterials. Ist das Vormaterial beispielsweise Aluminium, muss das Vormaterial auf mindestens ca. 660° C erhitzt werden, so dass das Aluminium schmilzt. Gleichzeitig oder zeitlich darauf folgend setzt das Hydrid den Wasserstoff frei und schäumt dadurch das geschmolzene Aluminium auf. Durch anschließendes Abkühlen erstarrt das aufgeschäumte Aluminium und ein Aluminiumschaum hat sich gebildet. Zusätzlich oder alternativ kann während des Aufschäumens das Vormaterials in die Spiegelplatte und/oder die Trägerplatte eindiffundieren und wird dadurch aufgeschweißt. Bei dem Erstarren des Aluminiumschaums wird auch das Verschweißen abgeschlossen. Das Herstellen des Aluminiumschaums kann auf diese Weise besonders einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Das Verfahren benötigt nur geringe Vorbereitungen des Vormaterials, der Spiegelplatte oder Trägerplatte sowie Nachbearbeitungen des Aluminiumschaums bzw. des Scanspiegels.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn zumindest ein Teil der Außenfläche der Trägerstruktur spanend nachbearbeitet wird. Dabei kann beispielsweise zumindest eine Seitenfläche spanend nachbearbeitet werden. Beispielsweise kann ein Teil der Außenfläche abgefräst werden, um Gewicht einzusparen, um das Trägheitsmoment so gering wie möglich zu halten.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teil der Außenfläche der Trägerstruktur mittels einer Versiegelungsbeschichtung und/oder einem Abdeckelement versiegelt werden. Dadurch bleiben lose Partikel der Trägerstruktur in dem Scanspiegel eingeschlossen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Herstellungsverfahrens des Scanspiegels ist es, wenn eine Unwucht des Scanspiegels gemessen und/oder berechnet und der Spiegelhalter daraufhin derart angeordnet wird, dass eine Halterachse des Spiegelhalters, die eine Drehachse der Scanspiegel-Einheit bildet, auf einer Hauptträgheitsachse des Scanspiegels liegt. Dadurch weist der Scanspiegel keine Unwucht auf, so dass ein kontrolliertes Drehen bzw. Beschleunigen des Scanspiegels ohne Vibrationen ausgeführt werden kann.
Es ist aber auch von Vorteil, wenn eine Unwucht des Scanspiegels gemessen und/oder berechnet wird und daraufhin Material der Trägerstruktur entfernt wird, so dass die Hauptträgheitsachse in die Drehachse, um die der Scanspiegel gedreht wird, verschoben wird. An Stellen, an denen der Schaum beispielsweise Dickstellen aufweist, kann dementsprechend Material entnommen werden, so dass die Dickstellen vermindert werden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
1 einen schematischen Aufbau eines Laser-Scansystems mit einem Laser, einem Scanspiegel und einem Bearbeitungsobjekt,
2 eine Vorderansicht eines Scanspiegels,
3a einen seitlichen Querschnitt eines Scanspiegels,
3b einen seitlichen Querschnitt eines alternativen Scanspiegels,
4 eine Rückansicht eines Scanspiegels,
5 eine Rückansicht eines alternativen Scanspiegels,
6 eine Draufsicht auf einen Querschnitt eines Scanspiegels,
7 eine schematische Ansicht einer Scanspiegel-Einheit mit einem Scanspiegel mit einer Symmetrieachse, einem Spiegelhalter mit einer Halterachse und einem Aktor, wobei Symmetrieachse und Halterachse übereinander liegen,
8 eine schematische Ansicht einer Scanspiegel-Einheit mit einem Scanspiegel mit einer Symmetrieachse, einem Spiegelhalter mit einer Halterachse und einem Aktor, wobei eine Hauptträgheitsachse des Scanspiegels zur Symmetrieachse parallel versetzt ist,
9 eine schematische Ansicht einer Scanspiegel-Einheit mit einem Scanspiegel mit einer Symmetrieachse, einem Spiegelhalter mit einer Halterachse und einem Aktor, wobei Symmetrieachse und Halterachse versetzt sind und
10 eine schematische Ansicht einer Scanspiegel-Einheit mit einem Scanspiegel mit einer Symmetrieachse, einem Spiegelhalter mit einer Halterachse und einem Aktor, wobei Symmetrieachse und Halterachse zueinander geneigt sind.
1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Laser-Scansystems 1, das ein Lasergerät 2 zur Erzeugung eines Laserstrahls (oder kurz Laser 3) und einen Scanspiegel 4 umfasst. Mit dem Laser 3 wird ein Bearbeitungsobjekt 9 bearbeitet. Der Laser 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel zum Schweißen einer Schweißnaht 10 verwendet. Mit dem Laser 3 können beispielsweise auch 3D-Objekte abgetastet werden, um ihre Konturen und Formen zu digitalisieren.
Da das Lasergerät 2 den Laser 3 nicht in seiner Richtung verändern kann, muss zur Bearbeitung des Bearbeitungsobjekts 9 eine bewegliche Umlenkvorrichtung für den Laser 3 vorhanden sein. Die einfachste Möglichkeit den Laser 3 abzulenken ist es, den Scanspiegel 4 in dem Strahlengang des Laser 3 anzuordnen. Dieser lenkt den Laser 3 gemäß dem Reflexionsgesetz ab. Der Scanspiegel 4 weist dazu eine Spiegelfläche 7 auf, an der der Laser 3 reflektiert und abgelenkt wird. Die Spiegelfläche 7 ist auf einer Spiegelplatte 6 angeordnet, die mit einer Trägerstruktur 5 verbunden ist. An der zur Spiegelplatte 6 gegenüberliegenden Seite des Scanspiegels 4 ist eine Trägerplatte 8 angeordnet. Die Spiegelplatte 6, die Trägerstruktur 5 und die Trägerplatte 8 sind als Sandwichbauweise ausgeführt. Die Trägerstruktur 5 verleiht dem Scanspiegel 4 eine ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit.
Durch Bewegung des Scanspiegels 4 in einer Drehrichtung Dr kann der Laser 3 in einer Ablenkrichtung Ar über das Bearbeitungsobjekt 9 geführt werden. Um den Laser 3 außerdem in einer zur Ablenkrichtung Ar senkrechten Richtung abzulenken, kann das Laser-Scansystem 1 einen zweiten, hier nicht gezeigten, Scanspiegel aufweisen, der in eine andere Richtung als des hier gezeigten Scanspiegels 4 gedreht werden kann. Dadurch kann der Laser 3 in einer Fläche über das Bearbeitungsobjekt 9 geführt werden.
Um die Leistungsfähigkeit des Laser-Scansystems 1 zu erhöhen ist man bestrebt, die Geschwindigkeit mit der der Laser 3 über das Bearbeitungsobjekt 9 geführt wird zu erhöhen. Dadurch kann beispielsweise schneller geschweißt oder ein 3D-Objekt schneller digitalisiert werden. Die Geschwindigkeit des Lasers 3 mit der er über das Bearbeitungsobjekt 9 geführt wird, hängt dabei unmittelbar von der Drehgeschwindigkeit Dr bzw. der Beschleunigung mit der der Scanspiegel 4 verdreht wird ab. Um den Scanspiegel 4 schneller drehen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Scanspiegel 4 so leicht wie möglich ausgebildet ist bzw. ein geringes Trägheitsmoment aufweist.
Jedoch ist noch ein weiterer Effekt zu bedenken. Umso höher die Drehgeschwindigkeit Dr bzw. die Beschleunigung des Scanspiegels 4 ist, desto größere Kräfte greifen an dem Scanspiegel 4 an. Diese Kräfte können zu Verformungen oder zu Vibrationen des Scanspiegels 4 führen, die ein genaues Ablenken des Lasers 3 erschweren und sogar unmöglich machen. Der Scanspiegel 4 muss deshalb auch so stabil wie möglich ausgebildet werden.
Der Scanspiegel 4 weist deswegen eine Trägerstruktur 5 auf, die die Stabilität des Scanspiegels 4 erhöht. Erfindungsgemäß ist die Trägerstruktur 5 aus einem porösen Material ausgebildet, das eine Struktur mit Hohlräumen aufweist.
2 zeigt eine Vorderansicht des Scanspiegels 4. Die Spiegelfläche 7, die auf der Spiegelplatte 6 angeordnet ist, ist somit an der Vorderseite des Scanspiegels 4 angeordnet. Der Scanspiegel 4 weist hier eine achteckige Form auf. Der Scanspiegel 4 wurde beispielsweise aus einem entsprechenden Rechteck ausgebildet, wobei die Ecken des Rechtecks in einem 45° Winkel abgeschnitten sind. Da der Laser 3 in einem Mittelbereich der Spiegelfläche 7 reflektiert wird, kann auf die Ecken des Rechtecks verzichtet werden, um Gewicht einzusparen. Dadurch kann das Trägheitsmoment des Scanspiegels 4 verringert werden.
Die Spiegelplatte 6 kann ferner mit einer ersten Beschichtung versehen sein, die die Spiegelfläche 7 ausbildet. Zusätzlich oder alternativ kann die Spiegelfläche 7 mit einer zweiten Beschichtung versehen sein, die die Reflexionseigenschaften anpasst. Zusätzlich oder alternativ kann die Spiegelfläche 7 auch mit einer Schutzschicht versehen sein, so dass die Spiegelfläche 7 widerstandsfähiger ist. Die Spiegelfläche 7 kann beispielsweise auch mit einer antistatischen Beschichtung versehen sein, so dass eine statische Anhaftung von beispielsweise Staub verhindert oder zumindest verringert ist.
Der Scanspiegel 4 weist ferner eine Symmetrieachse Sa auf, die mittig entlang des Scanspiegels 4 verläuft.
Der Scanspiegel 4 muss jedoch nicht symmetrisch ausgebildet sein, er kann insbesondere nahezu jede beliebige Form aufweisen.
3a zeigt einen Querschnitt eines Scanspiegels 4 gemäß eines weiteren Erfindungsgedanken, wobei der Scanspiegel 4 zumindest ein Merkmal der vorangegangenen und/oder der nachfolgenden Beschreibung aufweisen kann. Der Scanspiegel 4 ist hier in einer Sandwichbauweise ausgebildet. Zwischen der Spiegelplatte 6, auf der die Spiegelfläche 7 angeordnet ist, und der Trägerplatte 8 ist eine Trägerstruktur 5 angeordnet.
Die Trägerstruktur 5 weist hier vier Außenflächen 13a–13d auf, wobei auf der Außenfläche 13b die Spiegelplatte 6 und auf der Außenfläche 13d die Trägerplatte 8 angeordnet ist.
Des Weiteren weist die Trägerstruktur 5 hier zwei Seitenflächen 18a, 18b auf. Ein Unterschied in der Bezeichnung zwischen Außenfläche 13 und Seitenfläche 18 ist, dass die Außenflächen 13 jede äußere Fläche der Trägerstruktur 5 ist. Die Seitenflächen 18 sind dagegen lediglich die Flächen die die Trägerstruktur 5 umranden und zwischen der Spiegelplatte 6 und Trägerplatte 8 liegen. Die Seitenflächen 18 sind also diejenigen, die bei einer alleinigen Betrachtung der Trägerstruktur 5 mit Spiegelplatte 6 und Trägerstruktur 8 außen liegen.
An der Seitenfläche 18a (welche gleichbedeutend mit der Außenfläche 13a ist) ist ein Abdeckelement 11 angeordnet. Zusätzlich oder alternativ könnte die Seitenfläche 18a aber auch mit einer Versiegelungsbeschichtung 12 versiegelt sein. An einer Seitenfläche 18b der Trägerstruktur 5 ist eine Versiegelungsbeschichtung 12 angeordnet. Zusätzlich oder alternativ könnte die Seitenfläche 18b aber auch mit einem Abdeckelement 11 versiegelt sein. Abdeckelement 11 und Versiegelungsbeschichtung 12 verschließen die Trägerstruktur 5 zusätzlich zur Spiegelplatte 6 und zur Trägerplatte 8. Das Abdeckelement 11 und die Versiegelungsbeschichtung 12 halten lose Partikel, die beispielsweise bei Erschütterungen des Scanspiegels 4 von der Trägerstruktur abbrechen können, im Inneren des Scanspiegels 4. Das Abdeckelement 11 kann beispielsweise als ein Blech ausgebildet und auf die Trägerstruktur 5 aufgeklebt sein. Die Versiegelungsbeschichtung 12 kann beispielsweise eine Kunststoffschicht umfassen, die aufgeschmolzen oder aufgesprüht ist.
Die Versiegelungsbeschichtung 12 kann aber auch Klebstoff sein, der zum einen die Trägerstruktur 5 versiegelt und zum anderen die Spiegelplatte 6 an die Trägerstruktur 5 klebt, wenn die Versiegelungsbeschichtung 12 auch auf die Außenfläche 13b aufgebracht wird. Bei einem Herstellungsverfahren der Trägerstruktur 5 können beispielsweise vorsorglich mehrere Außenflächen 13a–13d mit der Versiegelungsbeschichtung 12 versiegelt werden. Als Klebstoff ausgebildet, kann dann die Spiegelplatte 6 und/oder die Trägerplatte 8 besonders einfach ohne weiteres Aufbringen eines Klebstoffs auf die Trägerstruktur 5 angeklebt werden.
Die Trägerstruktur 5 kann ferner ein poröses Material sein. Beispielsweise kann die Trägerstruktur 5 ein Metall- und/oder ein Keramikschaum sein. Als Metallschäume kann beispielsweise Aluminium-, Beryllium- und/oder Magnesiumschaum und/oder eine Legierung der genannten Metalle in Frage kommen. Siliziumcarbid und/oder Aluminiumoxid können beispielsweise als Keramikschaum verwendet werden.
Die Trägerstruktur 5 kann bevorzugt auch ein Aluminiumschaum sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Trägerstruktur 5 auch aus einem Aerogel, beispielsweise Aerographit, Aerographen und/oder Aerosilikat, ausgebildet sein. Weiterhin kann die Trägerstruktur 5 auch aus einem vorzugsweise metallischen Mikrogitter ausgebildet sein.
Derartige Ausführungsformen der Trägerstruktur 5 weisen ein geringes Gewicht auf, bieten jedoch auch die nötige Festigkeit bzw. Steifigkeit. Durch das geringe Gewicht ist auch das Trägheitsmoment verringert.
Zumindest eine Außenfläche 13a–13d kann ferner beispielsweise spanend bearbeitet sein. Die Außenfläche 13c kann beispielsweise abgefräst sein, so dass sie abgeschrägt ist. Durch das Abfräsen eines Teils der Trägerstruktur 5 im Bereich der Außenfläche 13c kann Gewicht des Scanspiegels 4 eingespart werden, so dass das Trägheitsmoment verringert ist.
3b zeigt ebenfalls einen Querschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Scanspiegels 4. Die Seitenfläche 18a ist hier ebenfalls mit einem Abdeckelement 11 verschlossen. Zusätzlich oder alternativ kann die Seitenfläche 18a aber auch mit einer Versiegelungsbeschichtung 12 versiegelt sein. Die Seitenfläche 18b ist wieder mit einer Versiegelungsbeschichtung 12 versiegelt. Zusätzlich oder alternativ kann die Seitenfläche 18b aber auch mit einem Abdeckelement 11 versiegelt sein.
Ein Unterschied der 3b zur 3a ist, dass die Seitenfläche 18b der Trägerplatte 8 zur Spiegelplatte 6 durchgehend abgeschrägt ist, d.h. nicht wie in der 3a im Bereich der Spiegelplatte 6 abgestuft ist.
4 zeigt eine Rückansicht eines Scanspiegels 4. An der Rückseite bzw. an der zur Spiegelplatte 6 (siehe 1, 3a oder 3b) gegenüberliegenden Seite des Scanspiegels 4 ist die Trägerplatte 8 angeordnet. Die Trägerplatte 8 kann zur Stabilisierung angeordnet sein. Die Trägerplatte 8 weist ferner eine rechteckige Form auf. Der Scanspiegel 4 weist ferner eine Symmetrieachse Sa auf, die mittig entlang des Scanspiegels 4 verläuft. Um die Symmetrieachse Sa wird der Scanspiegel 4 bevorzugt gedreht, um den Laser 3 (vgl. 1) abzulenken.
Die Trägerstruktur 5 des Scanspiegels 4 weist mehrere Außenflächen 13c, 13e–13h auf, die beispielsweise mittels Abfräsens abgeschrägt sind, so dass das Gewicht des Scanspiegels 4 verringert ist. Durch das geringere Gewicht ist somit das Trägheitsmoment des Scanspiegels 4 verringert. Die Außenflächen 13c, 13e–13h korrespondieren wieder mit den entsprechenden Seitenflächen 18b–18f. Die Außenflächen 13c, 13e–13h können außerdem mit einem Abdeckelement 11 und/oder einer Versiegelungsbeschichtung 12 (vgl. 3a, 3b) verschlossen sein. Der Scanspiegel 4 weist in der Rückansicht eine Facettierung auf.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Scanspiegels 4 in einer Rückansicht. Die Trägerstruktur 5 weist hier zwei Außenflächen 13e, 13h auf. Die Trägerplatte 8 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel von einer Seite des Scanspiegels 4 bis zur dazu gegenüberliegenden Seite des Scanspiegels 4. Ein Abstand zwischen diesen beiden Seiten ist in diesem Ausführungsbeispiels geringer als ein Abstand zwischen den beiden dazu quer liegenden Seiten. Der Scanspiegel 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine größere Ausdehnung in der Breite als in der Höhe auf.
Der Scanspiegel 4 weist eine Symmetrieachse Sa auf, um die der Scanspiegel 4 in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt gedreht wird, um den Laser 3 (vgl. 1) abzulenken.
6 zeigt eine Draufsicht auf einen Querschnitt eines Scanspiegels 4. Der Scanspiegel 4 weist die Spiegelplatte 6 auf, auf der die Spiegelfläche 7 angeordnet ist. Die Spiegelplatte 6 ist an der Trägerstruktur 5 angeordnet, die beispielsweise als ein Metall- und/oder ein Keramikschaum ausgebildet sein kann. An der zur Spiegelplatte 6 gegenüberliegenden Seite der Trägerstruktur 5 ist die Trägerplatte 8 angeordnet.
Die Trägerstruktur 5 ist des Weiteren an den beiden Außenflächen 13e und 13h abgeschrägt, um Gewicht einzusparen, so dass das Trägheitsmoment verringert ist. Die beiden Außenflächen 13e und 13h sind auch die beiden Seitenflächen 18c und 18f. Die Außenflächen 13e und 13h können ferner mit einer Versiegelungsbeschichtung 12 und/oder einem Abdeckelement 11 versiegelt sein.
Der Scanspiegel 4 weist ferner die Symmetrieachse Sa auf, die mittig durch den Scanspiegel 4 verläuft. Der Scanspiegel 4 weist dabei eine Dicke auf, die mit dem Abstand zur Symmetrieachse Sa abnimmt. Dies ist vorteilhaft, wenn die Symmetrieachse Sa die bevorzugte Drehachse des Scanspiegels 4 ist. Durch abnehmende Dicke des Scanspiegels 4 mit einem Abstand zur Symmetrieachse Sa wird Gewicht eingespart, so dass das Trägheitsmoment des Scanspiegels 4 verringert ist und der Scanspiegel 4 schneller gedreht werden kann.
7 zeigt eine Scanspiegel-Einheit 14, mit einem Scanspiegel 4 und einem Spiegelhalter 15. Der Spiegelhalter 15 kann beispielsweise eine Klammer 17 aufweisen, so dass der Spiegelhalter 15 an dem Scanspiegel 4 festgeklammert werden kann.
Der Scanspiegel 4 weist wieder die Symmetrieachse Sa auf. Der Spiegelhalter 15 weist ferner eine Halterachse Ha auf, die auch eine Drehachse bilden kann, um die der Scanspiegel 4 und der Spiegelhalter 15 gedreht werden können. Mittels der Drehung um die Halterachse Ha kann der Laser 3 (vgl. 1) entsprechend dem Reflexionsgesetz abgelenkt und über ein Bearbeitungsobjekt 9 (vgl. 1) geführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel liegen die Symmetrieachse Sa und die Halterachse Ha bzw. die Drehachse übereinander. Eine derartige Anordnung der Symmetrieachse Sa und der Halterachse Ha kann ausgebildet werden, wenn der Scanspiegel 4 keine Unwucht aufweist. Die Unwucht würde beispielsweise auftreten, wenn der Scanspiegel 4 ungleichmäßig verteilte Massen aufweist.
Die Scanspiegel-Einheit 14 weist in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise einen Aktor 16 auf, mit dem der Scanspiegel 4 und der Spiegelhalter 15 um die Halterachse Ha bzw. die Drehachse gedreht werden können. Der Aktor 16 kann beispielsweise als ein galvanometrischer, ein piezoelektrischer und/oder ein elektromotorischer Aktor ausgebildet sein. Ein galvanometrischer Aktor kann beispielsweise verwendet werden, um den Scanspiegel 4 schnell und mit hoher Präzision zu verdrehen.
Von Vorteil ist es ferner, wenn der Scanspiegel 4 dieser Scanspiegel-Einheit 14 eine Trägerstruktur 5 aus einem porösen Material aufweist, um ein Gewicht des Scanspiegels 4 zu reduzieren und seine Festigkeit bzw. Steifigkeit zu erhöhen. Durch das geringere Gewicht ist auch das Trägheitsmoment verringert. Die Trägerstruktur 5 kann aus einem Metall- und/oder Keramikschaum ausgebildet sein. Die Trägerstruktur 5 kann aber auch als ein, insbesondere metallisches, Mikrogitter, und/oder ein Aerogel, insbesondere Aerographit, Aerographen und/oder Aerosilikat, ausgebildet sein. Der Scanspiegel 4 und/oder die Trägerstruktur 5 kann dabei beispielsweise gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
8 zeigt eine Scanspiegel-Einheit 14 ähnlich zur 7. Die Symmetrieachse Sa und die Halterachse Ha liegen übereinander. Der Scanspiegel 4 weist jedoch eine Hauptträgheitsachse Hta auf, die zur Symmetrieachse Sa parallel versetzt angeordnet ist. Bei einer Drehung der Scanspiegel-Einheit 14 würde hier eine Unwucht auftreten bzw. ist eine Unwucht ausgebildet, die ein genaues Verdrehen des Scanspiegels 4 erschweren. Beispielsweise könnte hier der Scanspiegel 4 auf der in diesem Ausführungsbeispiel rechten Seite eine Massenansammlung aufweisen, die die Hauptträgheitsachse Hta wie hier gezeigt ist, verschiebt.
Um die Unwucht des Scanspiegels 4 der 8 auszugleichen, ist die Symmetrieachse Sa des Scanspiegels 4 und die Halterachse Ha des Spiegelhalters 15, wie in der 9 gezeigt ist, zueinander versetzt bzw. nicht mehr übereinander liegend angeordnet. Der in der 9 gezeigte Versatz der Symmetrieachse Sa und der Halterachse Ha ist zur Verdeutlichung stark übertrieben dargestellt. Bei einem Herstellungsverfahren des Scanspiegels 4 wurde beispielsweise eine Unwucht des Scanspiegels 4 gemessen und/oder berechnet. Der Spiegelhalter Ha wurde daraufhin derart seitlich verschoben, dass die Unwucht bei der Drehung des Scanspiegels 4 ausgeglichen ist. Der Spiegelhalter 15 weist somit zur Symmetrieachse Sa des Scanspiegels 4 einen translatorischen Versatz tV auf. Die Halterachse Ha bzw. die Drehachse verläuft in diesem Ausführungsbeispiel wieder durch eine Hauptträgheitsachse Hta des Scanspiegels 4. Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass bei der Drehung des Scanspiegels 4 Vibrationen auftreten. Außerdem ist das Trägheitsmoment des Scanspiegels 4 minimiert, wenn die Drehachse, welche durch die Halterachse Ha gegeben ist, durch den Schwerpunkt verläuft.
Alternativ kann der translatorische Versatz tV auch derart ausgebildet sein, dass die Halterachse durch einen Massenschwerpunkt des Scanspiegels 4 verläuft, so dass die Unwucht minimiert ist. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn die Halterachse Ha bzw. die Drehachse nicht mit der Hauptträgheitsachse Hta übereinander gelegt werden können.
In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Scanspiegel-Einheit 14 gezeigt. Hier ist der Scanspiegel 4 gegenüber dem Spiegelhalter 15 geneigt. Die Hauptträgheitsachse Hta weist gegenüber der Symmetrieachse Sa des Scanspiegels 4 einen rotatorischen Versatz rV auf. Durch den rotatorischen Versatz rV fällt die Halterachse Ha bzw. die Drehachse mit der Hauptträgheitsachse Hta zusammen, so dass eine Unwucht des Scanspiegels 4 ausgeglichen ist. Falls es erforderlich ist, kann der Scanspiegel 4 auch einen translatorischen Versatz tV und einen rotatorischen Versatz rV aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Laser-Scansystem
2: Lasergerät
3: Laser
4: Scanspiegel
5: Trägerstruktur
6: Spiegelplatte
7: Spiegelfläche
8: Trägerplatte
9: Bearbeitungsobjekt
10: Schweißnaht
11: Abdeckelement
12: Versiegelungsbeschichtung
13: Außenfläche
14: Scanspiegel-Einheit
15: Spiegelhalter
16: Aktor
17: Klammer
18: Seitenfläche
Dr: Drehrichtung
Ar: Ablenkrichtung
Sa: Symmetrieachse
Ha: Halterachse
Hta: Hauptträgheitsachse
tV: translatorischer Versatz
rV: rotatorischer Versatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/074677 A1 [0004]

Claims

Scanspiegel (4) für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einer Trägerstruktur (5) und einer damit verbundenen Spiegelplatte (6), die an der zur Trägerstruktur (5) abgewandten Seite eine Spiegelfläche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (5) aus einem porösen Material mit Hohlräumen ausgebildet ist.
Scanspiegel nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine, insbesondere unregelmäßige, Schaumstruktur oder eine, insbesondere regelmäßige und/oder metallische, Mikrogitterstruktur aufweist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material ein Metallschaum, der insbesondere Aluminium, Beryllium und/oder Magnesium umfasst, oder ein Keramikschaum, der insbesondere Siliziumcarbid und/oder Aluminiumoxid umfasst, ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material ein Aluminiumschaum ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material ein Aerogel, das insbesondere Aerographit, Aerographen und/oder Aerosilikat umfasst, ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material im Vergleich zum entsprechenden Vollmaterial eine reduzierte Dichte von maximal 25%, insbesondere von maximal 10%, aufweist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zur Spiegelplatte (6) gegenüberliegenden Seite des Scanspiegels (4) eine Trägerplatte (8) angeordnet ist und/oder dass die Spiegelplatte (6), die Trägerstruktur (5) und die Trägerplatte (8) in Sandwichbauweise übereinanderliegend angeordnet sind.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (5) mit der Spiegelplatte (6) und/oder der Trägerplatte (8) stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere in einem Kontaktbereich verschweißt, verlötet und/oder verklebt, ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelplatte (6) und/oder die Trägerplatte (8) im Vergleich zur Trägerstruktur (5) aus dem gleichen Basismaterial, insbesondere Aluminium, hergestellt ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (13a–13h) der Trägerstruktur (5), insbesondere durch ein spanendes Bearbeitungsverfahren, zumindest in einem Bereich, insbesondere zumindest einer Seitenfläche (18a–18f) der Trägerstruktur (5), nachbearbeitet ist, wobei die Seitenfläche (18a–18f) vorzugsweise abgeschrägt ist.
Scanspiegel (4), insbesondere nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einer Trägerstruktur (5) und einer damit verbundenen Spiegelplatte (6), die an der zur Trägerstruktur (5) abgewandten Seite eine Spiegelfläche (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (13) der, vorzugsweise porösen, Trägerstruktur (5) zumindest in einem Bereich versiegelt ist, so dass lose Partikel der Trägerstruktur (5) in deren Innerem einschließbar sind.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (13), insbesondere eine Seitenfläche (18a–18f), mittels einer Versiegelungsbeschichtung (12) und/oder eines Abdeckelements (11) versiegelt ist.
Scanspiegel nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (13a–13h) der Trägerstruktur (5) vollständig versiegelt ist und/oder dass die Versiegelungsbeschichtung (12) ein Klebstoff ist, mittels dem die Trägerstruktur (5) mit der Spiegelplatte (6) und/oder einer Trägerplatte (8) stoffschlüssig verbunden ist.
Scanspiegel-Einheit (14) für ein Laser-Scansystem, insbesondere eines Laserbearbeitungsscanners und/oder eines Sensorscanners einer Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einem Scanspiegel (4), insbesondere nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, zum Ablenken eines Laserstrahls (3) und einem mit diesem verbundenen Spiegelhalter (15), der eine Halterachse (Ha) aufweist, um die der Spiegelhalter (15) zusammen mit dem Scanspiegel (4) im bestimmungsgemäßen Gebrauch drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanspiegel (4) und der Spiegelhalter (15) zueinander, insbesondere statisch und/oder dynamisch, ausgewuchtet sind.
Scanspiegel-Einheit nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanspiegel (4) eine Hauptträgheitsachse (Hta) aufweist und dass der Spiegelhalter (15) zum Auswuchten der Scanspiegel-Einheit (14) relativ zum Scanspiegel (4) derart ausgerichtet ist, dass die Halterachse (Ha) des Spiegelhalters (15) mit der Hauptträgheitsachse (Hta) des Scanspiegels (4) und/oder einem Massenschwerpunkt des Scanspiegels (4) zusammenfällt.
Scanspiegel-Einheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelhalter (15) zum Scanspiegel (4), insbesondere zu seiner Symmetrieachse (Sa), einen translatorischen Versatz (tV) und/oder einen rotatorischen Versatz (rV) aufweist und/oder dass der Spiegelhalter (15) und/oder der Scanspiegel (4) ein, insbesondere bewegliches und/oder arretierbares, Auswuchtgewicht aufweisen.
Scanspiegel-Einheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanspiegel-Einheit (14), insbesondere der Spiegelhalter (15), eine Justageeinrichtung aufweist, mittels der der translatorische Versatz (tV) und/oder rotatorischen Versatz (rV) feinjustierbar ist.
Scanspiegel-Einheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanspiegel-Einheit (14) einen mit dem Spiegelhalter (15) verbundenen, insbesondere galvanometrischen, piezoelektrischen und/oder elektromotorischen, Aktor (16) aufweist, mittels dem der Scanspiegel (4) gemeinsam mit dem Spiegelhalter (15) um die Halterachse (Ha) drehbar ist.