DE102017215840A1 - Replaceable focusing module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fokussiermodul (13) für eine Maschine (1) zum Bearbeiten von Werkstücken und/oder zum Herstellen von Formkörpern durch ortsselektives Verfestigen von Werkstoffpulver zu zusammenhängenden Bereichen mittels eines Laserstrahls. Das Fokussiermodul (13) umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Trägergehäuse und eine Fokussieroptik (14). Erfindungsgemäß weist das Fokussiermodul (13) Befestigungsmittel (16) zum lösbaren Befestigen des Fokussiermoduls (13) an einem Laserbearbeitungskopf (2) der Maschine (1) auf.The present invention relates to a focusing module (13) for a machine (1) for machining workpieces and / or for producing shaped bodies by locally selective solidification of material powder to coherent areas by means of a laser beam. The focusing module (13) comprises a substantially cylindrical carrier housing and a focusing optics (14). According to the invention, the focusing module (13) has fastening means (16) for releasably securing the focusing module (13) to a laser processing head (2) of the machine (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fokussiermodul für eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken und/oder zum Herstellen von Formkörpern durch ortsselektives Verfestigen von Werkstoffpulver zu zusammenhängenden Bereichen mittels eines Laserstrahls. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Fokussiermodul für eine Maschine zum Herstellen von Formkörpern nach dem Prinzip des selektiven Laserschmelzens, des selektiven Lasersinterns oder des Laserauftragsschweißens. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Fokussiermodul beispielsweise auch in einer Maschine zum Laserschweißen, Laserbohren, Laserhärten oder Laserschneiden verwendet werden. Zusammenfassend für die verschiedenen Arten von Maschinen zum Bearbeiten/Fertigen/Herstellen eines Werkstücks beziehungsweise eines Formkörpers mit einem Laserstrahl wird im Folgenden der Begriff Laser-Werkzeugmaschine oder auch einfach Maschine verwendet.The present invention relates to a focusing module for a machine for processing workpieces and / or for producing shaped articles by locally solidifying material powder to coherent areas by means of a laser beam. The invention relates in particular to a focusing module for a machine for the production of shaped articles according to the principle of selective laser melting, selective laser sintering or laser deposition welding. In addition, the focusing module according to the invention can also be used for example in a machine for laser welding, laser drilling, laser hardening or laser cutting. In summary, for the various types of machines for processing / manufacturing / producing a workpiece or a shaped body with a laser beam, the term laser machine tool or simply a machine is used below.
Hintergrundbackground
Mit dem Verfahren des selektiven Laserschmelzens, Lasersinterns oder Laserauftragsschweißens können Formkörper, wie etwa Maschinenteile, Werkzeuge, Prothesen, Schmuckstücke usw. gemäß Geometriebeschreibungsdaten der entsprechenden Formkörper, beispielsweise durch schichtweises Aufbauen aus einem metallischen oder keramischen Werkstoffpulver beziehungsweise aus einem Kunststoffpulver hergestellt beziehungsweise bearbeitet werden. Beim Herstellungsprozess wird das Werkstoffpulver durch einen fokussierten Laserstrahl in einem vorgegebenen Bereich, der einem ausgewählten Querschnittsbereich des Modells des Formkörpers entspricht, erhitzt, so dass das Werkstoffpulver in den bestrahlten Bereichen zu zusammenhängend verfestigten Abschnitten umgeschmolzen wird. Ein Schutzgas kann dabei eine Oxidation während des Aufbauprozesses verhindern. Nach dem Erkalten entsteht eine Werkstoffschicht, die mechanisch bearbeitet werden kann.With the method of selective laser melting, laser sintering or laser deposition welding, molded articles, such as machine parts, tools, prostheses, jewelry, etc., can be manufactured or machined according to geometric description data of the respective molded articles, for example, by layering from a metallic or ceramic material powder or a plastic powder. In the manufacturing process, the material powder is heated by a focused laser beam in a predetermined area, which corresponds to a selected cross-sectional area of the model of the molded body, so that the material powder is remelted in the irradiated areas to coherently solidified sections. A protective gas can prevent oxidation during the build-up process. After cooling, a layer of material is created, which can be processed mechanically.
Zum Stand der Technik betreffend das Gebiet des selektiven Laserschmelzens wird zum Beispiel auf die
Der Artikel „Laser-Einheit macht Auftragsschweißen auf Bearbeitungszentrum möglich“ von Nowotny et al. in „MM Das Industriemagazin“, 17/2009, Seite 42 ff., beschreibt eine Laserbearbeitungsoptik, die über einen Steilkegel in die Frässpindel einer CNC-Maschine eingesetzt wird. In den Laser-Brennpunkt wird Schweißgut (Werkstoffpulver) durch eine Pulverdüse zugeführt. In der gleichen Maschine kann das Werkstück gefräst werden.The article "Laser unit makes build-up welding on machining center possible" by Nowotny et al. in "MM Das Industriemagazin", 17/2009, page 42 ff., describes a laser processing optics, which is used via a steep taper in the milling spindle of a CNC machine. In the laser focal point weld metal (material powder) is fed through a powder nozzle. The workpiece can be milled in the same machine.
In der Patentanmeldung
Aus der europäischen Patentanmeldung
Eine Laser-Werkzeugmaschine wird üblicherweise mit einem Laser betrieben, der einen Laserstrahl mit einer Ausgangsleistung von mehreren hundert bis zu mehreren tausend Watt bereitstellt, die meist im Dauerbetrieb („Continuous Wave“, CW) betrieben werden. Entscheidend für den Bearbeitungsprozess kann insbesondere der Energieübertrag vom Laserstrahl auf das Werkstoffpulver sein. Dieser wird einerseits durch das Absorptionsvermögen des Werkstoffpulvers und andererseits von der Intensität des Laserstrahls beeinflusst. Neben der absoluten Laserleistung bestimmt also der Strahldurchmesser den Schmelzprozess. Der Strahldurchmesser des Laserstrahls wird üblicherweise durch die Brennweite einer Fokussieroptik sowie durch den Strahldurchmesser des kollimierten Laserstrahls vor der Fokussieroptik bestimmt. Der Strahldurchmesser des kollimierten Laserstrahls kann insbesondere durch die Brennweite einer Kollimationsoptik festgelegt werden. Somit kann der Strahldurchmesser des fokussierten Laserstrahls, beziehungsweise die Taille eines gaußschen Laserstrahls, durch geeignete Wahl der Kollimationsoptik angepasst werden, ohne die Brennweite der Fokussieroptik zu verändern. A laser machine tool is usually operated with a laser that provides a laser beam with an output power of several hundred to several thousand watts, which are usually operated in continuous operation ("CW"). Decisive for the machining process can be in particular the energy transfer from the laser beam to the material powder. This is influenced on the one hand by the absorption capacity of the material powder and on the other hand by the intensity of the laser beam. In addition to the absolute laser power, the beam diameter determines the melting process. The beam diameter of the laser beam is usually determined by the focal length of a focusing optics and determines the beam diameter of the collimated laser beam in front of the focusing optics. The beam diameter of the collimated laser beam can be determined in particular by the focal length of a collimating optics. Thus, the beam diameter of the focused laser beam, or the waist of a Gaussian laser beam, can be adjusted by suitable choice of the collimating optics, without changing the focal length of the focusing optics.
Gemäß dem Stand der Technik sind im Wesentlichen zwei Typen von Maschinen zum Bearbeiten von Werkstücken und/oder zum Herstellen von Formkörpern durch ortsselektives Verfestigen von Werkstoffpulver zu zusammenhängenden Bereichen mittels eines Laserstrahls, insbesondere durch selektives Laserschmelzen beziehungsweise selektives Lasersintern, bekannt. Die Maschinentypen unterscheiden sich unter Anderem hinsichtlich der Art und Weise, wie das Werkstoffpulver bereitgestellt wird. Bei einem ersten Maschinentyp wird ein Pulverbett schichtweise aufgebaut. Bei einem zweiten Maschinentyp wird das Werkstoffpulver mittels einer Pulverdüse am Ort der Bearbeitung bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Maschinen, bei denen der Laserstrahl mittels eines Laserbearbeitungskopfes bereitgestellt wird.According to the state of the art, essentially two types of machines are known for machining workpieces and / or for producing shaped bodies by locally solidifying material powder into contiguous areas by means of a laser beam, in particular by selective laser melting or selective laser sintering. The types of machines differ, among other things, in the way the material powder is provided. In a first type of machine, a powder bed is built up in layers. In a second type of machine, the material powder is provided by means of a powder nozzle at the point of machining. In particular, the present invention relates to machines in which the laser beam is provided by means of a laser processing head.
Der mechanische Aufbau zum Bewegen des Laserbearbeitungskopfes und/oder des Werkstücks kann beispielsweise wie bei einem bekannten Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum erfolgen, wobei statt einem mechanischen Werkzeug der Laserbearbeitungskopf vorgesehen ist. Seit einigen Jahren sind auf dem Markt auch Werkzeugmaschinen verfügbar, die sowohl eine Laserbearbeitung als auch eine spanende Bearbeitung, zum Beispiel mit einem Fräswerkzeug, erlauben. Bei solchen Hybrid-Bearbeitungszentren kann der Laserbearbeitungskopf zum Beispiel an der Aufnahme der Werkzugspindel befestigt werden.The mechanical structure for moving the laser processing head and / or the workpiece, for example, as in a known five-axis machining center, wherein instead of a mechanical tool, the laser processing head is provided. Machine tools have also been available on the market for some years now, which permit both laser machining and machining, for example with a milling tool. In such hybrid machining centers, for example, the laser processing head may be attached to the tool take-up spindle.
Der Laserbearbeitungskopf kann eine Vielzahl optischer Komponenten zum Manipulieren des Laserstrahls umfassen, wie zum Beispiel zum Kollimieren, Fokussieren, Positionieren, Überwachen, Schalten und/oder Modulieren des Laserstrahls beziehungsweise der Leistung des Laserstrahls. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, möglichst viele Komponenten in einem als austauschbares Bauteil vormontierten Optikmodul zusammenzufassen, das über geeignete Mittel lösbar an der Maschine, insbesondere an einer Stellachse der Maschine, befestigt werden kann. Hierdurch kann die Wartung einer Laser-Werkzeugmaschine vereinfacht und beschleunigt werden, so dass die Maschine effizienter genutzt werden kann, da eine Leerlaufzeit der Maschine verkürzt werden kann. Das Fokussiermodul ist in der Regel am Laserbearbeitungskopf beziehungsweise am Optikmodul befestigt.The laser processing head may comprise a plurality of optical components for manipulating the laser beam, such as for collimating, focusing, positioning, monitoring, switching and / or modulating the laser beam and the power of the laser beam, respectively. It has proven to be advantageous to combine as many components as possible in a preassembled as an exchangeable component optical module, which can be releasably secured by suitable means on the machine, in particular on a control axis of the machine. As a result, the maintenance of a laser machine tool can be simplified and accelerated, so that the machine can be used more efficiently, since an idle time of the machine can be shortened. The focusing module is usually attached to the laser processing head or the optical module.
ZusammenfassungSummary
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fokussiermodul bereitzustellen, das schnell und auf einfache Weise automatisch ausgetauscht werden kann. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Fokussiermodul mit einem im Wesentlichen zylindrischen Trägergehäuse, in dem eine Fokussieroptik angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist das Fokussiermodul Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des Fokussiermoduls an einem Laserbearbeitungskopf der Maschine auf. Insbesondere kann das Fokussiermodul mit der Fokussieroptik während eines Bearbeitungsprozesses automatisch gewechselt werden, so dass der Durchmesser des Laserstrahls am Arbeitspunkt und entsprechend die Intensität des Laserstrahls am Arbeitspunkt während des Bearbeitungsprozesses automatisch einstellbar sind. Dadurch, dass das Fokussiermodul Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen aufweist, kann ein Wechsel der Fokussieroptik in den Bearbeitungsprozess integriert werden, ohne dass ein manuell durchzuführender Schritt notwendig ist. Der Arbeitspunkt des Laserstrahls entspricht in der Regel dem Brennpunkt des von der Fokussieroptik fokussierten Laserstrahls.The present invention has for its object to provide a focusing module that can be replaced quickly and easily automatically. The object is achieved by a focusing module with a substantially cylindrical carrier housing, in which a focusing optics is arranged. According to the invention, the focusing module has fastening means for releasably securing the focusing module to a laser processing head of the machine. In particular, the focusing module with the focusing optics can be changed automatically during a machining process, so that the diameter of the laser beam at the operating point and correspondingly the intensity of the laser beam at the operating point during the machining process are automatically adjustable. By virtue of the fact that the focusing module has fastening means for detachable fastening, a change of the focusing optics can be integrated into the machining process without the need for a step to be performed manually. The operating point of the laser beam generally corresponds to the focal point of the laser beam focused by the focusing optics.
Die Fokussieroptik kann mindestens eine Fokussierlinse umfassen. Die Fokussieroptik kann auch eine Vielzahl von Linsen umfassen. Bei einer Fokussieroptik mit einer Kombination mehrerer Linsen können Abbildungsfehler, beispielsweise aufgrund von sphärischer Aberration und/oder Astigmatismus, ausgeglichen werden.The focusing optics may comprise at least one focusing lens. The focusing optics may also include a plurality of lenses. In a focusing lens with a combination of multiple lenses aberrations, for example due to spherical aberration and / or astigmatism, can be compensated.
Der Laserbearbeitungskopf weist insbesondere ein lösbar befestigbares Optikmodul auf, in oder an dem optische Komponenten zum Kollimieren und Fokussieren des Laserstrahls angeordnet oder befestigbar sind. Insbesondere kann das Fokussiermodul am Optikmodul befestig werden. Eine im Optikmodul angeordnete Kollimationoptik dient zum Kollimieren eines divergent in das Optikmodul eingekoppelten Laserstrahls. Beispielsweise kann der Laserstrahl mittels einer optischen Faser in das Optikmodul eingekoppelt werden.In particular, the laser processing head has a detachably mountable optical module in or on which optical components for collimating and focusing the laser beam can be arranged or fastened. In particular, the focusing module can be fastened to the optical module. A collimating optics arranged in the optics module serves for collimating a laser beam divergently coupled into the optics module. For example, the laser beam can be coupled into the optical module by means of an optical fiber.
Das Optikmodul kann demnach Mittel zum Anschließen einer optischen Faser, insbesondere einen Faserkoppler, aufweisen. Da eine optische Faser Laserlicht über viele Meter transportieren kann, ist es möglich, den Laser an einem geschützten von der Prozesskammer entfernten Ort zu platzieren. Der Abstand zwischen Kollimationsoptik und Ende der optischen Faser entspricht ungefähr der Brennweite der Kollimationsoptik. Der kollimierte Laserstrahl kann durch das am Optikmodul befestigte Fokussiermodul mit einer Fokussieroptik auf einen Brennpunkt fokussiert werden. Der Laserstrahl verlässt das Optikmodul somit als fokussierter Strahl.The optical module can accordingly have means for connecting an optical fiber, in particular a fiber coupler. Since an optical fiber can transport laser light over many meters, it is possible to place the laser in a protected location away from the process chamber. The distance between Collimation optics and end of the optical fiber is approximately equal to the focal length of the collimating optics. The collimated laser beam can be focused by the focusing module attached to the optics module with a focusing optics to a focal point. The laser beam thus leaves the optics module as a focused beam.
Optikkomponenten von Laser-Werkzeugmaschinen können zum einen durch die relativ hohen Laserleistungen einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Andererseits kann es insbesondere bei einer Hybridmaschine, die sowohl Laserbearbeitung als auch spanende Fertigungsverfahren durchführen kann, zu einer Verschmutzungvon Optikkomponenten, zum Beispiel durch Kühlmittel, Staub, Späne und sonstige Partikel kommen. Ferner kann das Werkstoffpulver zu einer Verschmutzung von Optikkomponenten beitragen. Auf einer Optikkomponente abgelagerte Schmutzpartikel können insbesondere bei hohen Laserleistungen zu einer hohen Wärmeeinwirkung auf die Optikkomponente und somit zu deren Beschädigung führen. Daher ist es wünschenswert, wenn Optikkomponenten bei Beschädigung oder Verschmutzung schnell und einfach ausgetauscht werden können. Dies wird einerseits dadurch erreicht, dass das gesamte Optikmodul als vormontierte Baugruppe lösbar an einer Stellachse befestigt werden kann und somit leicht austauschbar ist. Andererseits ermöglichen austauschbare Optikkomponenten einen schnellen Wechsel ohne Ausbau des gesamten Optikmoduls. So ermöglicht beispielsweise der Kollimationsoptikwechsler einen schnellen automatischen Wechsel der Kollimationsoptik, ohne dass ein Austausch des gesamten Kollimationswechslers beziehungsweise des Optikmoduls nötig ist.On the one hand, optical components of laser machine tools can be subject to increased wear due to the relatively high laser powers. On the other hand, especially in a hybrid machine that can perform both laser machining and machining manufacturing processes, contamination of optical components such as coolant, dust, chips and other particles may occur. Furthermore, the material powder can contribute to the contamination of optical components. Dirt particles deposited on an optical component can, especially at high laser powers, lead to a high heat effect on the optical component and thus to its damage. Therefore, it is desirable if optical components can be replaced quickly and easily in the event of damage or contamination. On the one hand, this is achieved by the fact that the entire optical module can be detachably fastened as a preassembled subassembly to a positioning axis and is therefore easily replaceable. On the other hand, interchangeable optical components allow a quick change without removing the entire optical module. For example, the collimation optics changer allows a fast automatic change of the collimating optics without the need to replace the entire collimation changer or the optics module.
Die im oder am Optikmodul angeordneten Optikkomponenten können jeweils lösbar im oder am Gehäuse des Optikmoduls befestigt sein. Somit kann einerseits während des Betriebs der Maschine ein automatischer Wechsel der Optikkomponenten stattfinden. Andererseits kann ein zu wartendes Optikmodul durch ein Austauschen einzelner Optikkomponenten wieder in einen betriebsfähigen Zustand gebracht werden. Beispielsweise kann der Kollimationswechsler als austauschbares Modul lösbar im Gehäuse des Optikmoduls angeordnet sein und somit bei einer Wartung des Optikmoduls ausgetauscht werden.The optical components arranged in or on the optical module can each be detachably fastened in or on the housing of the optical module. Thus, on the one hand take place during operation of the machine, an automatic change of the optical components. On the other hand, an optical module to be serviced can be brought back into an operable state by exchanging individual optical components. For example, the collimator changer can be detachably arranged as an exchangeable module in the housing of the optical module and thus exchanged during maintenance of the optical module.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments and developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
Das Fokussiermodul kann vorzugsweise über mindestens zwei Spannbolzen mit einem Laserbearbeitungskopf der Maschine, insbesondere mit einem Optikmodul verbunden werden. Das Optikmodul beziehungsweise der Laserbearbeitungskopf können jeweils entsprechende Aufnahmen für die Spannbolzen aufweisen. Die Aufnahmen können insbesondere als elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare oder über eine Feder gespannte Spannmechanismen ausgeführt sein.The focusing module can preferably be connected via at least two clamping bolts with a laser processing head of the machine, in particular with an optical module. The optical module or the laser processing head can each have corresponding receptacles for the clamping bolts. The recordings can be designed in particular as electromagnetically, hydraulically or pneumatically actuated or tensioned by a spring clamping mechanisms.
Durch das Vorsehen von Mitteln zum Befestigen eines automatisch austauschbaren Fokussiermoduls kann ein automatischer Wechsel der Fokussieroptik erfolgen. Diese kann dann ähnlich wie ein Werkzeug eines Bearbeitungszentrums während des Fertigungs- beziehungsweise Bearbeitungsprozesses vollautomatisch ausgetauscht werden. Durch das automatisierte Wechseln von Fokussieroptik und Kollimationsoptik kann der Strahldurchmesser des Laserstrahls im Fokus je nach Anforderung innerhalb eines großen Bereichs eingestellt werden. Die Spannbolzen erlauben ein schnelles und sicheres Befestigen des Fokussiermoduls am Optikmodul. Ferner sorgen die Spannbolzen dafür, dass das Fokussiermodul mit einer hohen Positionsgenauigkeit am Optikmodul befestigt werden kann.By providing means for attaching an automatically exchangeable focusing module, an automatic change of the focusing optics can take place. This can then be replaced fully automatically similar to a tool of a machining center during the manufacturing or machining process. By automatically changing the focusing optics and the collimation optics, the beam diameter of the laser beam in the focus can be set within a wide range, depending on the requirements. The clamping bolts allow a fast and secure fastening of the focusing module to the optical module. Furthermore, the clamping bolts ensure that the focusing module can be attached to the optical module with a high positional accuracy.
Das Fokussiermodul umfasst vorzugsweise ein im Wesentlichen zylindrisches Trägergehäuse mit kreisförmigen Querschnitt, das beispielsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gefertigt ist. Im Trägergehäuse ist die Fokussieroptik angeordnet. Vorzugsweise kann die Fokussieroptik lösbar im Trägergehäuse des Fokussiermoduls befestigt werden, so dass ein Austauschen der Fokussieroptik möglich ist. Beispielsweise kann das Trägergehäuse ein Innengewinde aufweisen. Mittels passenden Ringen mit einem Außengewinde können die Fokussieroptik und/oder mindestens ein Schutzglas im Trägergehäuse befestigt werden.The focusing module preferably comprises a substantially cylindrical carrier housing with a circular cross section, which is made for example of a metal or a metal alloy. In the carrier housing the focusing optics is arranged. Preferably, the focusing optics can be releasably secured in the carrier housing of the focusing module, so that replacement of the focusing optics is possible. For example, the carrier housing may have an internal thread. By means of suitable rings with an external thread, the focusing optics and / or at least one protective glass can be secured in the carrier housing.
Die Brennweite der Fokussieroptik kann beispielsweise einige hundert Millimeter betragen, insbesondere 100 mm, 200 mm oder 300 mm beziehungsweise eine beliebige Brennweite zwischen 100 mm und 500 mm. Bei der Fokussieroptik kann es sich um eine gebräuchliche Sammellinse oder um eine Kombination aus mehreren Linsen handeln. Das Fokussiermodul weist vorzugsweise Mittel zum Messen der Temperatur der Fokussieroptik auf. Weiter ist bevorzugt, dass das Fokussiermodul Mittel zum Kühlen der Fokussieroptik aufweist.The focal length of the focusing optics may be, for example, a few hundred millimeters, in particular 100 mm, 200 mm or 300 mm or any focal length between 100 mm and 500 mm. The focusing optics can be a conventional converging lens or a combination of several lenses. The focusing module preferably has means for measuring the temperature of the focusing optics. It is further preferred that the focusing module has means for cooling the focusing optics.
Die Fokussieroptik ist vorzugsweise in Abhängigkeit ihrer Brennweite in axialer Richtung im Trägergehäuse positioniert. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Abstand des Brennpunkts vom Laserbearbeitungskopf unabhängigvon der verwendeten Fokussieroptik immer gleich ist. Dies hat den Vorteil, dass der Laserbearbeitungskopf immer mit demselben Abstand vom zu bearbeitenden Werkstück geführt werden kann. Somit muss die Maschinensteuerung keine Abstandskorrektur nach einem Wechseln der Fokussieroptikbrennweite durchführen.The focusing optics is preferably positioned as a function of their focal length in the axial direction in the carrier housing. In this way it can be achieved that the distance of the focal point from Laser processing head regardless of the focusing optics used is always the same. This has the advantage that the laser processing head can always be guided at the same distance from the workpiece to be machined. Thus, the machine control does not have to perform pitch correction after changing the focusing optical focal length.
Das Fokussiermodul kann mindestens ein Schutzglas zum Schützen der Fokussieroptik vor Verschmutzung aufweisen. Das Schutzglas kann die Fokussieroptik auch vor mechanischen Einwirkungen schützen. Das Schutzglas ist vorzugsweise lösbar im Trägergehäuse des Fokussiermoduls befestigt. Bei Verschmutzung kann das Schutzglas ausgetauscht werden. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten der Fokussieroptik in axialer Richtung im Trägergehäuse des Fokussiermoduls ein Schutzglas angeordnet, so dass die Fokussieroptik von beiden Seiten vor Verschmutzung und mechanischer Einwirkung geschützt ist.The focusing module may have at least one protective glass for protecting the focusing optics from contamination. The protective glass can also protect the focusing optics from mechanical influences. The protective glass is preferably detachably fastened in the carrier housing of the focusing module. If dirty, the protective glass can be replaced. Preferably, a protective glass is arranged on both sides of the focusing optics in the axial direction in the carrier housing of the focusing module, so that the focusing optics are protected from contamination and mechanical action from both sides.
Das Fokussiermodul kann Mittel zum Messen der Temperatur des mindestens einen Schutzglases und/oder der Fokussieroptik aufweisen. Somit kann eine Verschmutzung eines Schutzglases oder der Fokussieroptik zum Beispiel durch einen Temperaturanstieg festgestellt werden. Als Mittel zum Messen der Temperatur kann beispielsweise mindestens ein Thermoelement verwendet werden. Zum Übertragen eines Temperatur-Messsignals vom Fokussiermodul zur Maschine kann das Fokussiermodul mindestens eine Schnittstelle aufweisen.The focusing module may comprise means for measuring the temperature of the at least one protective glass and / or the focusing optics. Thus, contamination of a protective glass or the focusing optics can be detected, for example, by a rise in temperature. As means for measuring the temperature, for example, at least one thermocouple can be used. To transmit a temperature measurement signal from the focusing module to the machine, the focusing module can have at least one interface.
Die Schnittstelle kann vorzugsweise mit einer entsprechenden Schnittstelle am Laserbearbeitungskopf, beziehungsweise am Optikmodul verbunden werden. Die Schnittstellen sind vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich automatisch beim Befestigen des Fokussiermoduls miteinander verbinden. Als Schnittstelle kann beispielsweise ein einfacher elektrischer Kontakt oder ein Steckkontakt verwendet werden.The interface can preferably be connected to a corresponding interface on the laser processing head, or on the optical module. The interfaces are preferably designed so that they automatically connect to each other when attaching the focusing module. As an interface, for example, a simple electrical contact or a plug contact can be used.
Der Strahlengang durch das Optikmodul ist vorzugsweise gasdicht verschlossen, so dass eine Sperrgasatmosphäre aufrechterhalten werden kann. Als Sperrgas können insbesondere inerte Gase wie zum Beispiel Stickstoff oder Argon verwendet werden. Wichtig ist vor allem, dass das Sperrgas frei von Partikeln ist, welche die Optikkomponenten verschmutzen können. Vorzugsweise ist das gesamte Gehäuse des Optikmoduls gasdicht verschlossen.The beam path through the optical module is preferably sealed gas-tight, so that a sealing gas atmosphere can be maintained. In particular, inert gases such as nitrogen or argon can be used as the sealing gas. It is important, above all, that the sealing gas is free of particles that can pollute the optical components. Preferably, the entire housing of the optical module is sealed gas-tight.
Zum Aufbauen der Sperrgasatmosphäre im Gehäuse des Optikmoduls weist das Optikmodul vorzugsweise entsprechende Gaszuleitungen und/oder Mittel zum Anschließen von Zuführungen auf. Anstatt das Gehäuse gasdicht zu verschließen kann das Gehäuse auch derart aufgebaut sein, dass es möglich ist einen leichten Überdruck im Gehäuse durch Zuleiten des Sperrgases aufzubauen, so dass verhindert werden kann, dass Staub- oder Werkstoffpulverpartikel ins Innere des Optikmoduls gelangen.To build up the sealing gas atmosphere in the housing of the optical module, the optical module preferably has corresponding gas supply lines and / or means for connecting feeders. Instead of sealing the housing in a gas-tight manner, the housing can also be constructed in such a way that it is possible to build up a slight overpressure in the housing by supplying the barrier gas so that it is possible to prevent particles of dust or material from getting inside the optics module.
Figurenlistelist of figures
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.Further advantageous embodiments will be described in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings, to which the invention is not limited.
Es zeigen schematisch:
-
1 : eine Werkzeugmaschine mit einem Optikmodul zum Herstellen bzw. Bearbeiten eines Formkörpers bzw. Werkstücks mittels Laserstrahlung. -
2 : eine perspektivische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Optikmoduls. -
3 : eine weitere perspektivische Schnittansicht des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des Optikmoduls. -
4 : eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine zum Herstellen bzw. Bearbeiten eines Formkörpers bzw. Werkstücks mittels Laserstrahlung. -
5 : eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugwechslers für eine Werkzeugmaschine zum Herstellen bzw. Bearbeiten eines Formkörpers bzw. Werkstücks mittels Laserstrahlung. -
6 : (A) eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht und (B) eine perspektivische Ansicht einer austauschbaren Pulverdüse. -
7 eine Illustration des Wirkungsprinzips des Laserauftragsschweißens. -
8 (A) eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen austauschbaren Fokussiermoduls, (B) und (C) jeweils Schnittansichten des austauschbaren Fokussiermoduls mit unterschiedlichen Brennweiten der Fokussieroptik.
-
1 a machine tool with an optical module for producing or processing a shaped body or workpiece by means of laser radiation. -
2 : A perspective sectional view of an embodiment of an optical module. -
3 : another perspective sectional view of the in2 shown embodiment of the optical module. -
4 : A perspective view of an embodiment of a machine tool for producing or processing a shaped body or workpiece by means of laser radiation. -
5 : A perspective view of a tool changer for a machine tool for producing or processing a shaped body or workpiece by means of laser radiation. -
6 (A) is a partially cutaway perspective view and (B) is a perspective view of a replaceable powder nozzle. -
7 an illustration of the principle of action of laser deposition welding. -
8 (A) a perspective view of an exchangeable focusing module according to the invention, (B) and (C) each have sectional views of the exchangeable focusing module with different focal lengths of the focusing optics.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand eines AusführungsbeispielsDetailed description of the invention with reference to an embodiment
Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of a preferred embodiment of the present invention, like reference characters designate like or similar components.
Auf dem Werkstücktisch
Bei der Maschine
Eine beispielhafte Darstellung einer Fünf-Achsen-Laser-Werkzeugmaschine
Die Werkzeugmaschine
Der Werkzeugwechsler
Ein Verfahren zum Wechseln der Pulverdüsen
Der Werkzeugwechsler
In
Das Optikmodul
An einem oberen Bereich des Gehäuses
Als Laserstrahlquelle kann beispielsweise ein Hochleistungs-Festkörperlaser verwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise dotierte YAG-Laser. Insbesondere kann ein mit Ytterbium dotierter YAG-Scheibenlaser mit einer Wellenlänge von 1030 nm als Laserstrahlquelle dienen. Alternativ hierzu kann ein fasergeführter Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 1020 nm als Strahlquelle verwendet werden. Diodenlaser können Laserstrahlen mit einer Leistung von einigen Watt bis zu mehreren Tausend Watt bereitstellen. Somit kann ausreichend Laserleistung für verschiedene Bearbeitungs- und Fertigungsprozesse bereitgestellt werden.As a laser beam source, for example, a high-power solid-state laser can be used. These include, for example, doped YAG lasers. In particular, a Ytterbium-doped YAG disc laser with a wavelength of 1030 nm can serve as a laser beam source. Alternatively, a fiber-guided diode laser with a wavelength of 1020 nm may be used as the beam source. Diode lasers can provide laser beams with a power of several watts up to several thousand watts. Thus, sufficient laser power can be provided for various machining and manufacturing processes.
Direkt unterhalb des Faserkopplers
Der kollimierte Laserstrahl wird von zwei im Optikmodul
Die Brennweite der Fokussieroptik
Sieben beispielhafte Kombinationen von Brennweiten der Kollimationsoptik
Je kleiner der Strahldurchmesser, desto höher ist die Laserintensität. Insbesondere können mit einem kleineren Strahldurchmesser am Brennpunkt des Laserstrahls kleinere Strukturen hergestellt werden. Ein kleinerer Strahldurchmesser im Brennpunkt kann bei gleicher Brennweite der Fokussieroptik durch einen größeren Strahldurchmesser des kollimierten Laserstrahls vor der Fokussieroptik erreicht werden. Ein größerer Strahldurchmesser des kollimierten Laserstrahls hat den Vorteil, dass die Optikelemente im Optikmodul
Eine beispielhafte Ausgestaltung des Fokussiermoduls
An einem oberen Rand des Fokussiermoduls
Die Temperatur des mindestens einen Schutzglases
Ein vom Temperatur-Messfühler
Die Schnittstellen
Unter das am Optikmodul
Die in
Am Flansch
Die Einlässe
Die Pulverdüsenspitze
Die Pulverdüse
Im Inneren des Flansches
Die Pulverdüse
Der Flansch
Das Austauschen der Pulverdüse
Anschließend wird das Optikmodul
Das automatische Wechseln der Pulverdüse
Über die Pulverdüse
Ferner kann die Pulverdüse
Beim automatischen Austauschen der Pulverdüse
Ein automatischer Wechsel des Fokussiermoduls
Die benötigten Verfahrwege der Stellachsen
Der erste Umlenkspiegel
Das Optikmodul
Das Wirkprinzip des Laserauftragsschweißens wird anhand der
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various forms.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Laser-WerkzeugmaschineLaser machine tool
- 22
- Optikmoduloptical module
- 33
- KollimationsoptikwechslerKollimationsoptikwechsler
- 44
- Kollimationsoptikcollimating optics
- 66
- erster Umlenkspiegelfirst deflecting mirror
- 77
- zweiter Umlenkspiegel (dichroitischer Spiegel)second deflecting mirror (dichroic mirror)
- 88th
- Gehäusecasing
- 99
- Kameracamera
- 1010
- Faserkopplerfiber coupler
- 1111
- Schnittstelle für FokussieroptikInterface for focusing optics
- 1212
- Schnittstelle für PulverdüseInterface for powder nozzle
- 1313
- Fokussiermodulfocusing module
- 13a13a
- Thermoelementthermocouple
- 13b13b
- Schnittstelle des ThermoelementsInterface of the thermocouple
- 1414
- Fokussieroptikfocusing optics
- 14a14a
- Schutzglasprotective glass
- 15 15
- Pulverdüsepowder nozzle
- 15a15a
- PulverdüsenflanschPulverdüsenflansch
- 15b15b
- PulverdüsenspitzePowder nozzle tip
- 15c15c
- Ringspaltannular gap
- 15d15d
- WerkstoffpulverkanalMaterial powder channel
- 15e15e
- Kühlkanalcooling channel
- 15f15f
- KühlmittelkupplungCoolant clutch
- 15g15g
- WerkstoffpulvereinlassMaterial powder inlet
- 15l15l
- Lamellenslats
- 15w15w
- Wabenstrukturhoneycomb structure
- 1616
- Spannbolzenclamping bolt
- 1717
- Strahlengang des LasersBeam path of the laser
- 1818
- Stellachsen des WerkzeugsSetting axes of the tool
- 1919
- Stellachsen des WerkstücktischesSetting axes of the workpiece table
- 2020
- WerkstücktischWorktable
- 2121
- Maschinenrahmenmachine frame
- 2222
- Prozesskammerprocess chamber
- 2323
- ProzessraumtürProcess chamber door
- 2424
- Displaydisplay
- 2525
- Werkzeugwechslertool changer
- 25a25a
- Stellachse des FokussieroptikwechslersAdjusting axis of the focusing optics changer
- 25b25b
- Stellachse des PulverdüsenwechslersAdjusting axis of the powder nozzle changer
- 3030
- Werkstückworkpiece
- LL
- Laserstrahllaser beam
- WW
- Werkstückworkpiece
- PP
- WerkstückpulverWorkpiece powder
- GG
- Schutzgas und/oder TrägergasProtective gas and / or carrier gas
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015222689 A1 [0003]DE 102015222689 A1 [0003]
- EP 2052845 A2 [0003]EP 2052845 A2
- DE 102013224649 A1 [0003]DE 102013224649 A1 [0003]
- DE 19630147 A1 [0003]DE 19630147 A1 [0003]
- US 2017/0136578 A1 [0005]US 2017/0136578 A1 [0005]
- EP 2062679 A1 [0006]EP 2062679 A1 [0006]
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111085776B (en) * | 2020-01-15 | 2020-09-29 | 松山湖材料实验室 | Method and device for quickly changing air nozzle of laser equipment |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19630147A1 (en) | 1996-07-25 | 1998-01-29 | Precitec Gmbh | Connector head for laser operations on workpiece |
EP2052845A2 (en) | 2004-08-27 | 2009-04-29 | Fockele, Matthias | Device for manufacturing parts |
EP2062679A1 (en) | 2007-11-26 | 2009-05-27 | Bystronic Laser AG | Processing head of a laser processing machine with a gas supply and a compensation system for balancing the forces exerted by the supplied gas |
DE102013224649A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Sauer Gmbh Lasertec | Machine tool, measuring device, method for creating work data, build-up welding method, workpiece temperature control device |
DE102015222689A1 (en) | 2015-11-17 | 2017-05-18 | Realizer Gmbh | Mold production device for the production of moldings by site-selective solidification of material powder |
US20170136578A1 (en) | 2014-03-31 | 2017-05-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Three-dimensional deposition device and three-dimensional deposition method |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20014423U1 (en) * | 2000-08-18 | 2000-11-23 | Sam Saechsische Anlagen Und Ma | Hand-held processing head for a high-power diode laser |
US20050194367A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-08 | Fredrick William G.Jr. | System and method for remote controlled actuation of laser processing head |
DE102008048323B3 (en) * | 2008-09-22 | 2009-12-17 | Precitec Kg | Modular laser processing system for processing a workpiece comprises a functional module formed as a fiber connection module for holding a fiber end and a functional module formed as a collimator module with a collimator lens |
DE202009012924U1 (en) * | 2009-09-25 | 2010-01-14 | Precitec Kg | Insert for holding an optic in a laser processing head and a laser processing head |
DE102009046485A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Method for joining workpieces, comprises deflecting a laser beam by means of collimating lens arrangement parallel to the optical axis of the lens system and then combining with a focusing lens arrangement on a workpiece surface |
CN201913386U (en) * | 2010-12-30 | 2011-08-03 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | Optical fiber transmission laser welding head |
WO2013049813A1 (en) * | 2011-10-01 | 2013-04-04 | Ipg Photonics Corporation | Head assembly for a laser processing system |
-
2017
- 2017-09-07 DE DE102017215840.9A patent/DE102017215840A1/en active Pending
-
2018
- 2018-09-07 WO PCT/EP2018/074134 patent/WO2019048611A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19630147A1 (en) | 1996-07-25 | 1998-01-29 | Precitec Gmbh | Connector head for laser operations on workpiece |
EP2052845A2 (en) | 2004-08-27 | 2009-04-29 | Fockele, Matthias | Device for manufacturing parts |
EP2062679A1 (en) | 2007-11-26 | 2009-05-27 | Bystronic Laser AG | Processing head of a laser processing machine with a gas supply and a compensation system for balancing the forces exerted by the supplied gas |
DE102013224649A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Sauer Gmbh Lasertec | Machine tool, measuring device, method for creating work data, build-up welding method, workpiece temperature control device |
US20170136578A1 (en) | 2014-03-31 | 2017-05-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Three-dimensional deposition device and three-dimensional deposition method |
DE102015222689A1 (en) | 2015-11-17 | 2017-05-18 | Realizer Gmbh | Mold production device for the production of moldings by site-selective solidification of material powder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019048611A1 (en) | 2019-03-14 |
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