DE112015005926B4

DE112015005926B4 - Bearbeitungsdüse und Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015005926B4
Application number: DE112015005926.1T
Authority: DE
Inventors: Masaki Seguchi; Naoyuki Nakamura; Takanori Miyazaki; Hiroyuki Murai; Kenji Saruta
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JPWO2016147410A1; WO2016147410A1; JP5933853B1; CN107249810A; DE112015005926T5; CN107249810B

Abstract

Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52), umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist,
wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt,
wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert,
wobei die Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52) ferner einen spaltformenden Bereich (9; 39; 49; 55) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (9; 39; 49; 55) Spalte zwischen der äußeren Düse (3) oder der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (9; 39; 49; 55) bildet, und
wobei eine Summe der Flächen der Flusspfade (4), die durch die Spalte begrenzt sind, kleiner als eine Summe der Flächen der Flusspfade (4) ist, die durch die Kommunikationspassagen (13) begrenzt sind.

Description

Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsdüse und eine Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung, die in der Laserstrahl-Bearbeitung genutzt werden.
Hintergrund
Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtungen, die Laserstrahl-Bearbeitung ausführen, indem sie Laserstrahlen nutzen, die von Bearbeitungsdüsen emittiert werden, umfassen eine Vorrichtung, die ein Hilfsgas aus einer Spitze der Bearbeitungsdüse ausstößt. Das Hilfsgas, das aus der Bearbeitungsdüse ausgestoßen wird, wird auf einen Bereich eines Werkstücks gesprüht, der zu bearbeiten ist.
Unter den Bearbeitungsdüsen der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtungen existiert eine Bearbeitungsdüse vom Doppeldüsentyp, die eine äußere Düse und eine in die äußere Düse eingefügte innere Düse aufweist, wie in Patentliteratur 1 beschrieben ist. Für die Bearbeitungsdüse vom Doppeldüsentyp strömt ein Hilfsgas über einen internen Flusspfad, der im Inneren der inneren Düse ausgebildet ist, während ein anderes Hilfsgas durch einen externen Flusspfad strömt, der zwischen der inneren Düse und der äußeren Düse ausgebildet ist, und diese Hilfsgase strömen gemeinsam aus der Spitze der Bearbeitungsdüse aus.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. JP H11- 90 672 A
Die Druckschrift EP 1 354 663 B1 offenbart eine Düse zum Laserschneiden mittels eines fokussierten Laserstrahls und eines Schneidgases. Die Düse umfasst zwei zueinander bewegliche Elemente, ein erstes Element, das den Umfang der Düse bildet, und ein zweites Element innerhalb des Umfangs.
Der Umfang weist einen sich schrittweise verringernden Durchmesser auf und umfasst einen ersten Durchmesser, einen zweiten Durchmesser, einen dritten Durchmesser und einen vierten allmählich abnehmenden Durchmesser. Ein innerer Teil der Düse ist mit zwei Gruppen von Gasöffnungen, nämlich einer ersten kleinen Gasöffnung A3 um die Mitte des inneren Teils und einer zweiten Gruppe von relativ kleineren Öffnungen A4 im Umfang eines inneren Teils der Düse versehen. Durch die kleinen Öffnungen treten Schneidgas und ein fokussierter Laserstrahl hindurch.
Überblick
Technisches Problem
Für die Bearbeitungsdüse vom Doppeldüsentyp wird ein Verhältnis zwischen einer Durchflussrate des Hilfsgases, das durch den internen Flusspfad strömt und einer Durchflussrate des Hilfsgases, das durch den externen Flusspfad strömt, so eingestellt, dass die ausreichende und angemessene Menge an Hilfsgas an die Innenseite eines Schlitzes, der durch Laserstrahl-Bearbeitung in ein Werkstück geformt wird, und an die Oberfläche des Werkstücks zugeführt wird. Die Zuführung von Hilfsgas in der ausreichenden und angemessenen Menge an die Innenseite des Schlitzes und der Oberfläche des Werkstücks verbessert die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung. Im Besonderen kann die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung verbessert werden, indem die Durchflussrate des durch den externen Flusspfad strömenden Hilfsgases unterdrückt wird.
Weil das Hilfsgas dem externen Flusspfad durch Löcher, die in der inneren Düse ausgebildet sind, zugeführt wird, wird die Unterdrückung der Flussrate des durch den externen Flusspfad strömenden Hilfsgases durch Verringerung der Größen der Löcher, die in der inneren Düse ausgebildet sind, erreicht. Wenn aber die Löcher so ausgebildet sind, dass sie kleine Größen haben, um die Durchflussrate des Hilfsgases zum externen Flusspfad zu unterdrücken, tritt eine Variation in der Durchflussrate aufgrund der Abnahme der Bearbeitungsgenauigkeit der Löcher auf, oder die Bearbeitungskosten, die zur Bereitstellung von genug Bearbeitungsgenauigkeit der Löcher nötig sind, steigen.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die oben genannten Probleme getätigt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bearbeitungsdüse bereitzustellen, die in der Lage ist, die Durchflussrate eines Hilfsgases, das durch einen externen Flusspfad strömt, zu reduzieren, während die Produktionskosten reduziert werden, und die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung zu verbessern.
Lösung des Problems
Um das oben genannte Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst die vorliegende Erfindung eine Bearbeitungsdüse, die eine äußere Düse, die einen darin ausgebildeten Flusspfad aufweist, und eine innere Düse, die in den Flusspfad der äußeren Düse einfügt ist, wobei die innere Düse einen daran ausgebildeten Flansch aufweist, wobei der Flansch einen Raum zwischen der inneren Düse und der äußeren Düse schließt, wobei der Flansch durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen aufweist, wobei der Flusspfad eine stromaufwärtige Seite hat, die stromaufwärts des Flansches gelegen ist und eine stromabwärtige Seite hat, die stromabwärts des Flansches gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite mit der stromabwärtigen Seite durch die Kommunikationspassagen kommuniziert und wobei die Bearbeitungsdüse ferner einen spaltformenden Bereich an der stromabwärtigen Seite des Flusspfades umfasst, wobei der spaltformende Bereich Spalte zwischen der äußeren Düse oder der inneren Düse und dem spaltformenden Bereich bildet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Bearbeitungsdüse der vorliegenden Erfindung erzielt einen Effekt der Reduzierung der Durchflussrate des durch den externen Flusspfad strömenden Hilfsgases, während die Produktionskosten sinken, und der Verbesserung der Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
3 ist eine Draufsicht einer äußeren Düse, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, aus Perspektive eines einfallenden Laserstrahls.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 3, die eine äußere Düse zeigt, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
5 ist eine perspektivische Schnittansicht der in 4 gezeigten äußeren Düse.
6 ist eine Draufsicht einer inneren Düse, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, aus Perspektive eines einfallenden Laserstrahls.
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 6, die die innere Düse zeigt, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
8 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Bearbeitungsdüse, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, zeigt.
9 ist eine perspektivische Schnittansicht, die eine Modifikation der äußeren Düse, die in der in 8 gezeigten Bearbeitungsdüse bereitgestellt ist, zeigt.
10 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Draufsicht eines ringförmigen Teils, das in der Bearbeitungsdüse gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
13 ist eine perspektivische Schnittansicht des ringförmigen Teils, das in der Bearbeitungsdüse gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
14 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Bearbeitungsdüse gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Draufsicht eines Lochs der Bearbeitungsdüse gemäß der vierten Ausführungsform, aus einer Perspektive des einfallenden Laserstrahls.
17 ist ein Diagramm, das eine Modifikation einer Form eines Flansches der inneren Düse zeigt.
18 ist eine ist ein Diagramm, das eine Modifikation einer Form eines Flansches der inneren Düse zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer Bearbeitungsdüse und einer Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die Laserstrahl-Bearbeitung durchführt, indem es ein Werkstück 101, das von einem Haltetisch 103 gehalten wird, mit einem Laserstrahl 102 bestrahlt. Die Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 umfasst einen Laser-Oszillator 104, einen reflektierenden Spiegel 105, einen Bearbeitungskopf 1 und eine Hilfsgas-Versorgungsquelle 106.
Der Laser-Oszillator 104 gibt den Laserstrahl 102 aus. Der reflektierende Spiegel 105 reflektiert den vom Laser-Oszillator 104 ausgegebenen Laserstrahl 102 hin zu dem Bearbeitungskopf 1.
Der Bearbeitungskopf 1 umfasst darin eine Bearbeitungslinse 6. Der Bearbeitungskopf 1 umfasst auch eine Bearbeitungsdüse 2 auf der Emissionsseite, von welcher der Laserstrahl 102 emittiert wird. Der Laserstrahl 102, der vom reflektierenden Spiegel 105 reflektiert wird und in den Bearbeitungskopf 1 eintritt, wird durch die Bearbeitungslinse 6 fokussiert. Die durch die Bearbeitungslinse 6 fokussierten Laserstrahlen 102 werden von der Bearbeitungsdüse 2 in Richtung des Werkstücks 101 emittiert.
Die Hilfsgas-Versorgungsquelle 106 speichert darin ein Hilfsgas, welches ein Bearbeitungsgas ist, das zu dem Bearbeitungskopf 1 geführt wird, und liefert das Hilfsgas zu einer Gaspassage 107. Das Hilfsgas ist beispielsweise Sauerstoff. Die Gaspassage 107 ist mit einem Versorgungsanschluss 7 verbunden, der im Bearbeitungskopf 1 ausgebildet ist. Das von der Hilfsgas-Versorgungsquelle 106 gelieferte Hilfsgas wird einem Inneren des Bearbeitungskopfs 1 durch den Versorgungsanschluss 7 zugeführt. Das dem Inneren des Bearbeitungskopfs 1 zugeführte Hilfsgas strahlt aus der Bearbeitungsdüse 2 und sprüht auf eine Position des Werkstücks 101, die mit dem Laserstrahl 102 bestrahlt wird. Das Bewegen des Bearbeitungskopfs 1 oder des Haltetischs 103 ändert eine mit dem Laserstrahl 102 bestrahlte Position des Werkstücks 101, wodurch das Werkstück 101 geschnitten wird.
Die Bearbeitungsdüse 2, die die Emission des Laserstrahls 102 und das Strahlen des Hilfsgases ausführt, wird im Folgenden im Detail beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse 2, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist. Die Bearbeitungsdüse 2 umfasst ein äußere Düse 3, die eine zylindrische Form aufweist, und eine innere Düse 5 , die eine zylindrische Form aufweist und in ein Inneres der äußeren Düse 3 eingefügt ist.
3 ist eine Draufsicht der äußeren Düse 3, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, aus Perspektive des einfallenden Laserstrahls 102. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 3, die die äußere Düse 3 zeigt, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist. 5 ist eine perspektivische Schnittansicht der in 4 gezeigten äußeren Düse 3.
Das Innere der äußeren Düse 3, die eine zylindrische Form aufweist, ist ein Flusspfad 4, durch welchen das Hilfsgas strömt. Die innere Form der äußeren Düse 3 verjüngt sich in Richtung eines Ausstoßanschlusses 21, von welchem aus das Hilfsgas strahlt. Ein Flanscheinfügeabschnitt 8, in welchen ein Flanschabschnitt der später beschriebenen inneren Düse 5 eingefügt ist, ist im Inneren der äußeren Düse 3 ausgebildet.
Ein ringförmiger vorstehender Bereich 9, der in Richtung des Flansches vorsteht, der in den Flanscheinfügeabschnitt 8 eingefügt ist, ist im Inneren der äußeren Düse 3 ausgebildet. Der ringförmige vorstehende Bereich 9 hat eine ringförmige Form, die koaxial mit einer Zentralachse der zylindrischen Form der äußeren Düse 3 ist. In den folgenden Beschreibungen wird auf die Zentralachse der zylindrischen Form der äußeren Düse 3 als eine Zentralachse der Bearbeitungsdüse 2 Bezug genommen. An der Spitze des ringförmigen vorstehenden Bereichs 9 ist eine Anlagefläche 9a ausgebildet, die an dem Flansch der inneren Düse 5 anliegt. Eine Vielzahl an Nuten 9b ist in gleichen Intervallen an der Anlagefläche 9a des ringförmigen vorstehenden Bereichs 9 ausgebildet. Die Nuten 9b sind durch den ringförmigen vorstehenden Bereich 9 hindurch zwischen einer äußeren Oberfläche des ringförmigen vorstehenden Bereichs 9 und einer inneren Oberfläche des ringförmigen vorstehenden Bereichs 9 ausgebildet.
6 ist eine Draufsicht der inneren Düse 5, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, aus Perspektive des einfallenden Laserstrahls 102. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 6, die die innere Düse 5 zeigt, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist.
Ein Flansch 11, der einen Raum zwischen der inneren Düse 5 und der äußeren Düse 3 schließt, ist im Inneren der Düse 5 ausgebildet. Eine äußere Oberfläche des Flansches 11 liegt an einer inneren Oberfläche der äußeren Düse 3 an. Die innere Düse 5 umfasst einen zylindrisch geformten zylindrischen Abschnitt 12. Der zylindrische Abschnitt 12 steht vom Flansch 11 in Richtung des Ausstoßanschlusses 21 der äußeren Düse hervor. Der zylindrische Abschnitt 12 hat sein Inneres, das einen internen Flusspfad 10 begrenzt, durch welchen das Hilfsgas strömt. Ein Ausstoßanschluss 22, der eine Spitze des zylindrischen Abschnitts 12 begrenzt, befindet sich im Flusspfad 4 und innerhalb des Ausstoßanschlusses 21 der äußeren Düse 3. Der interne Flusspfad 10 verjüngt sich in Richtung des Ausstoßanschlusses 22.
Wie in 2 gezeigt, ist der Flansch 11 in den Flanscheinfügeabschnitt 8 der äußeren Düse 3 eingefügt, das heißt, die innere Düse 5 ist so in den Flusspfad 4 der äußeren Düse eingefügt, dass der Flansch 11 den Flusspfad 4 außerhalb des zylindrischen Abschnitts 12 in eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite in Richtung einer Strömungsrichtung des Hilfsgases teilt. Der in der äußeren Düse 3 ausgebildete Flusspfad 4 umfasst einen stromaufwärtigen Flusspfad 4a und einen externen Flusspfad 4b. Der stromaufwärtige Flusspfad 4a liegt an einer stromaufwärtigen Seite des Flansches 11. Der stromabwärtige Flusspfad 4b liegt an einer stromabwärtigen Seite des Flansches 11 und zwischen dem zylindrischen Abschnitt 12 der inneren Düse 5 und der äußeren Düse 3.
Das Einfügen des Flansches 11 in den Flanscheinfügeabschnitt 8 der äußeren Düse 3 bringt die Anlagefläche 9a, die auf dem ringförmigen vorstehenden Bereich 9 der der äußeren Düse 3 ausgebildet ist, in Anlage an den Flansch 11. Die Anlage der Anlagefläche 9a an den Flansch 11 bewirkt ein Positionieren der inneren Düse 5 in eine Tiefenrichtung innerhalb des des Flusspfades 4. Ferner bildet die Anlage der Anlagefläche 9a am Flansch 11 einen Spalt zwischen dem Flansch 11 und der Nut 9b. Das heißt, der ringförmige vorstehende Bereich 9 ist ein spaltformender Bereich. Die Anlage der externen Oberfläche des Flansches 11 an der internen Oberfläche der äußeren Düse 3 bewirkt ein Positionieren der inneren Düse 5 in eine radiale Richtung.
Eine Vielzahl an Löchern 13, welche Kommunikationspassagen sind, durch welche der stromaufwärtige Flusspfad 4a mit dem externen Flusspfad 4b kommuniziert, ist in gleichen Intervallen an einem Umfang des Flansches 11 ausgebildet, der die Zentralachse der Bearbeitungsdüse 2 zum Zentrum hat.
In der wie oben beschrieben konfigurierten Bearbeitungsdüse 2 passiert der Laserstrahl 102 den stromaufwärtigen Flusspfad 4a, den internen Flusspfad 10, den Ausstoßanschluss 22 und den Ausstoßanschluss 21 und wird aus der Bearbeitungsdüse 2 emittiert. Ferner wird das Hilfsgas, das dem stromaufwärtigen Flusspfad 4a zugeführt wird, in ein Hilfsgas, das durch den internen Flusspfad 10, den Ausstoßanschluss 22 und den Ausstoßanschluss 21 ausstrahlt, und in ein Hilfsgas, das durch die Löcher 13, den externen Flusspfad 4b und den Ausstoßanschluss 21 ausstrahlt, geteilt. In den folgenden Beschreibungen wird auf das Hilfsgas, das durch den internen Flusspfad 10 strahlt, als interner Luftstrom Bezug genommen und auf das Hilfsgas, das durch den externen Flusspfad 4b strahlt wird als externer Luftstrom Bezug genommen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird beim Hilfsgas-Strahlen von der Bearbeitungsdüse 2 der interne Luftstrom hauptsächlich einem Inneren eines Schlitzes 108 zugeführt, der durch Laserstrahl-Bearbeitung in das Werkstück 101 geformt wird. Bei dem Hilfsgas, das aus der Bearbeitungsdüse 2 strahlt, wird der externe Luftstrom hauptsächlich an einen Rand zwischen den durch Laserstrahl-Bearbeitung in das Werkstück 101 geformten Schlitz 108 und eine Oberfläche 101a geliefert. Weil der externe Luftstrom zwischen dem internen Luftstrom und der Umgebungsluft außerhalb des externen Luftstroms fließt, ist eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem inneren Luftstrom und dem äußeren Luftstrom herabgesetzt. Dies hält die Umgebungsluft davon ab, in den internen Luftstrom gepresst zu werden, und verbessert dadurch die Geradlinigkeit des internen Luftstroms und unterdrückt eine Abnahme in der Konzentration des Hilfsgases.
Im Folgenden wird Weichstahlschneiden beschrieben, da das Werkstück 101 aus Weichstahl gefertigt ist. Beim Weichstahlschneiden wird hauptsächlich hochreiner Sauerstoff als Hilfsgas genutzt. Die Weichstahl-Oberfläche, welche beim Bestrahlen mit den Laserstrahlen 102 im hochreinen Sauerstoff eine hohe Temperatur angenommen hat, erhöht ihre Temperatur weiter durch eine durch die Versorgung mit Hilfsgas unterstützte Oxidationsreaktion. Dies formt den Schlitz 108 in das Werkstück 101, wobei das Schneiden effizient voranschreitet.
Um die Qualität einer Schnittoberfläche durch Laserstrahl-Bearbeitung zu erhöhen, muss viel Hilfsgas an einen Ort gebracht werden, der mit dem Laserstrahl 102 bestrahlt wird, das heißt, an die Innenseite des Schlitzes 108. An diesem Ende wird der interne Luftstrom der Innenseite des Schlitzes 108 zugeführt. Wie oben beschrieben, erreicht der interne Luftstrom, der seine Geradlinigkeit verbessert hat, indem er aus dem externen Luftstrom strahlt, leicht die Innenseite des Schlitzes 108 während er die Konzentration aufrechterhält.
Währenddessen kann die Reduzierung der Versorgungsmenge des Hilfsgases an die Grenze zwischen der Oberfläche 101a des Werkstücks 101 und dem Schlitz 108 die Oxidationsreaktion unterdrücken, um dadurch die Oberfläche 101a davon abzuhalten, ungleichmäßig durch Schmelzen der Oberfläche 101a bearbeitet zu werden. Dies kann einen scharfen Schlitz formen. Um die Versorgungsmenge des Hilfsgases an die Grenze zwischen der Oberfläche 101a des Werkstücks 101 und dem Schlitz 108 zu reduzieren, muss die Menge des externen Luftstroms reduziert werden. Währenddessen muss der externe Luftstrom sicherstellen, dass die Flussrate die Geradlinigkeit des internen Luftstroms verbessert und die Konzentration aufrechterhält. Somit ist eine hohe Genauigkeit der Einstellung der Flussrate des externen Luftstroms notwendig.
Um die Menge des externen Luftstroms zu reduzieren, sollte die Fläche des Flusspfades in der Bearbeitungsdüse 2, durch den der externe Luftstrom strömt, klein sein. Gemäß der ersten Ausführungsform kann die Fläche, durch welche der externe Luftstrom strömt, klein gemacht werden, abhängig von der Größe des Spalts, der zwischen der Nut 9b, die im ringförmigen vorstehenden Bereich 9 ausgebildet ist, und dem Flansch 11 ausgebildet ist. Das heißt, die Verringerung der Breite und Tiefe der Nut 9b kann die Fläche des Flusspfades, durch welche der externe Luftstrom strömt, verringern. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Summe der Flächen des Flusspfades, der zwischen den Nuten 9b und dem Flansch 11 ausgebildet ist, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (den Flächen des Fl ussp fades).
Das Ausbilden des kleinen Lochs 13 im Flansch 11 kann ebenso die Fläche des Flusspfades, durch welchen der externe Luftstrom strömt, verringern. Für das Bohren, das das Loch 13 ausbildet, ist es jedoch wahrscheinlich, dass die Bohrgenauigkeit abnimmt, wenn das Loch 13 so ausgebildet wird, dass es eine kleine Größe hat. Es ist wahrscheinlich, dass die Abnahme der Bohrgenauigkeit eine Variation der Versorgungsmenge des externen Luftstroms bewirkt. Wenn die Bohrgenauigkeit hoch genug ist, um die Variation der Versorgungsmenge des externen Luftstroms zu reduzieren, steigen die Bohrkosten.
Andererseits kann bei der Bearbeitungsdüse 2 gemäß der ersten Ausführungsform das Verringern einer Breite und Tiefe der Nut 9b, die im ringförmigen Überstandsbereich 9 ausgebildet ist, die Fläche des Flusspfades, durch welchen der externe Luftstrom strömt, verringern. Für das Nuten, das die Nut 9b ausbildet, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Nutgenauigkeit abnimmt, wenn die Nut 9b so ausgeformt wird, dass sie eine kleine Breite und Tiefe hat, im Vergleich zur Bohrgenauigkeit. Somit können die Kosten, die zur Bereitstellung von genug Nutgenauigkeit erforderlich sind, leicht reduziert werden. Zum Beispiel kann, selbst wenn der Durchmesser des Ausstoßanschlusses 21 zwischen 1,5 Millimetern und 3 Millimetern liegt, ±0,1 Millimeter, was eine übliche Toleranz ist, als die Genauigkeit des Nutens, das die Nut 9b ausformt, genutzt werden.
Des Weiteren kann, zumal die Nut 9b die Flussrate reduzieren kann, das groß gestaltete Loch 13 in den Flansch 11 ausgeformt werden und dabei die Bohrkosten senken. Für die Bearbeitungsdüse 2 gemäß der ersten Ausführungsform können somit die Herstellungskosten reduziert werden und die Flussrate des Hilfsgases, das durch den externen Flusspfad strömt, wird reduziert, wodurch die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung verbessert wird.
Da die Löcher 13 in den gleichen Intervallen ausgebildet sind und die Nuten 9b in den gleichen Intervallen ausgebildet sind, ist die Flussrate des externen Luftstroms in einer Umfangsrichtung um den internen Luftstrom gleichförmig, wodurch Abweichung in der Bearbeitungsqualität in eine Vortriebsrichtung des Schneidens reduziert wird. Um die Gleichförmigkeit des externen Luftstroms zu erreichen, ist es anzustreben, das sowohl die Anzahl der Löcher 13, als auch die Anzahl der Nuten 9b drei oder mehr ist. Mit der internen Oberfläche der äußeren Düse 3, die, relativ zur Zentralachse, mehr abnimmt als die externe Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 12, kann der externe Flusspfad 4b die Gleichförmigkeit des externen Luftstroms verbessern.
Auch wenn die Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100, die den reflektierenden Spiegel 105 nutzt, um den Laserstrahl 102 von dem Laser-Oszillator 104 zum Bearbeitungskopf 1 zu führen, als Beispiel genommen wurde, ist die Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung Fasern nutzen, um den Laserstrahl von dem Laser-Oszillator 104 zum Bearbeitungskopf 1 zu führen. Ein von den Fasern geführter Laserstrahl ist zum Beispiel ein Faserlaserstrahl und ein Direkt-Diodenlaserstrahl.
8 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Bearbeitungsdüse 2, die in der Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt wird, zeigt. 9 ist eine perspektivische Schnittansicht, die eine Modifikation der äußeren Düse 3, die in der in 8 gezeigten Bearbeitungsdüse 2 bereitgestellt wird, zeigt. Bei der vorliegenden Modifikation ist keine Nut in eine Endoberfläche 9c an dem ringförmigen vorstehenden Bereich 9 ausgebildet, aber ein Spalt, der die Flusspfadfläche des externen Flusspfads 4b reduziert, ist zwischen der gesamten Endoberfläche 9c und dem Flansch 11 ausgebildet. Bei der vorliegenden Modifikation, bei der der ringförmige vorstehende Bereich 9 nicht am Flansch 11 anliegt, ist ein positionierender vorstehender Bereich 14 an der äußeren Düse 3 ausgebildet, der ein Positionieren der inneren Düse 5 in Tiefenrichtung bewirkt. Eine Anlagefläche 14a, die am Flansch 11 anliegt, ist am positionierenden vorstehenden Bereich 14 ausgebildet und befindet sich an einer Außenumfangseite von Positionen, an denen die Löcher 13 ausgebildet sind.
Da bei der vorliegenden Modifikation, bei der keine Nuten am ringförmigen vorstehenden Bereich 9 ausgebildet sind, kann die Form der äußeren Düse 3 vereinfacht werden, um die Herstellungskosten zu reduzieren. Bei der vorliegenden Modifikation ist die Summe der Flächen der Flusspfade, die durch die Spalte zwischen den Endoberflächen 9c des ringförmigen Überstandsbereichs 9 und dem Flansch 11 ausgebildet werden, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (Flächen der Flusspfade).
Zweite Ausführungsform
10 ist eine Schnittansicht der Bearbeitungsdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Konstitiuierende Elemente, die mit denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet. Bei einer Bearbeitungsdüse 32 gemäß der zweiten Ausführungsform, ist ein ringförmiger vorstehender Bereich 39 an der inneren Düse 5 ausgebildet. Eine Spitze des ringförmigen vorstehenden Bereichs 39 ist eine Anlagefläche 39a, die an der Anlagefläche 34 der äußeren Düse 3 anliegt. Eine Vielzahl an Nuten 39b ist in gleichen Intervallen an der Anlagefläche 39a des ringförmigen Überstandsbereichs 39 wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet. Ein Spalt, der sich zwischen der Nut 39b und der Anlagefläche 34 bildet, reduziert die Fläche des Flusspfads des externen Flusspfads 4b.
Bei der Bearbeitungsdüse 32 gemäß der zweiten Ausführungsform kann, wie bei der ersten Ausführungsform, die Fläche des Flusspfads des externen Flusspfads 4b durch Ausbilden der Nut 39b reduziert werden. In Folge werden die Herstellungskosten reduziert und die Flussrate des Hilfsgases, das durch den externen Flusspfad 4b strömt wird reduziert, wodurch die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung verbessert wird. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Summe der Flächen der Flusspfade, die durch die Spalte zwischen den Nuten 39b und der Anlagefläche 34 ausgebildet werden, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (Flächen der Flusspfade).
Wie in der Modifikation der ersten Ausführungsform kann die Fläche des Flusspfads des äußeren Flusspfads 4b durch einen Spalt reduziert werden, der zwischen der gesamten Endoberfläche des ringförmigen vorstehenden Bereichs 39 und der Anlagefläche 34 ausgebildet ist, ohne das die Nuten an der Endoberfläche des ringförmigen vorstehenden Bereichs 39 ausgebildet sind. In diesem Falle ist, wie bei der Modifikation der ersten Ausführungsform, ein positionierender vorstehender Bereich 14, der eine Anlagefläche 14a (siehe auch 8) darauf ausgebildet hat, an der äußeren Düse 3 ausgebildet, um ein Positionieren der inneren Düse 5 in Tiefenrichtung zu bewirken. Ferner ist die Summe der Flächen der Flusspfade, die durch den Spalt zwischen der Endoberfläche des ringförmigen vorstehenden Bereichs 39 und der Anlagefläche 34 ausgebildet werden, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (Flächen der Flusspfade).
Dritte Ausführungsform
11 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Konstitiuierende Elemente, die mit denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet. Eine Bearbeitungsdüse 42 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst ein ringförmiges Teil 49, das,im Gegensatz zum oben in der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform beschriebenen ringförmigen vorstehenden Bereich, separat von der äußeren Düse 3 und der inneren Düse 5 vorliegt. Das ringförmige Teil 49 ist ein Zwischenabschnitt, der zwischen der äußeren Düse 3 und der inneren Düse 5 einzufügen ist.
12 ist eine Draufsicht des ringförmigen Teils 49, das gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Bearbeitungsdüse 42 bereitgestellt ist. 13 ist eine perspektivische Schnittansicht des ringförmigen Teils 49, das gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Bearbeitungsdüse 42 bereitgestellt ist. Das ringförmige Teil 49 hat eine Oberfläche, die zum Flansch 11 zeigt und eine Anlagefläche 49a begrenzt, die am Flansch 11 anliegt. Eine Vielzahl von Nuten 49b ist an der Anlagefläche 49a in gleichen Intervallen ausgebildet. Die Nuten 49b sind durch das ringförmige Teil 49 von der äußeren Oberfläche des ringförmigen Teils 49 zur inneren Oberfläche des ringförmigen Teils 49 ausgebildet. Eine Positionierung des ringförmigen Teils 49 wird durch das Einfügen des ringförmigen Teils 49 in eine in der äußeren Düse 3 ausgebildete kreisförmige Positionierungsnut 44 bewirkt.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann die Fläche des Flusspfads des äußeren Flusspfads 4b durch einen Spalt, der zwischen den auf dem ringförmigem Teil 49 ausgebildeten Nuten 49b und dem Flansch 11 ausgebildet ist, reduziert werden. Somit werden, wie oben in der ersten Ausführungsform beschrieben, die Herstellungskosten reduziert und die Flussrate des Hilfsgases, das durch den externe Flusspfad 4b strömt wird reduziert, wodurch die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung verbessert wird. Ferner kann das Ersetzen des ringförmigen Teils 49 durch ein anderes, das andere Breiten und Tiefen der Nuten 49b aufweist, es einfach machen, die Flussrate des externen Luftstroms zu ändern. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Summe der Flächen der Flusspfade, die durch die Spalte zwischen der Vielzahl an Nuten 49b und dem Flansch 11 ausgebildet werden, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (Flächen der Flusspfade).
14 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Bearbeitungsdüse 42 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Bei der vorliegenden Modifikation ist die Positionierungsnut 44 an dem Flansch 11 der inneren Düse 5 ausgebildet und der ringförmige Teil 49 ist der gleiche wie der in 11 gezeigte ringförmige Teil, mit dem Unterschied, das der ringförmige Teil 49 aus 14 auf den Kopf gestellt ist. Dem zufolge kann die Fläche des Flusspfads des externen Flusspfads durch einen Spalt reduziert werden, der zwischen der an dem ringförmigen Teil 49 ausgebildeten Nut 49b und der äußeren Düse 3 ausgebildet ist. Bei der vorliegenden Modifikation ist die Summe der Flächen der Flusspfade, die durch die Spalte zwischen der Vielzahl an Nuten 49b und der äußeren Düse 3 ausgebildet werden, kleiner als die Summe der Öffnungsflächen der Vielzahl an Löchern 13 (Flächen der Flusspfade).
Vierte Ausführungsform
15 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsdüse 52 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine Draufsicht auf ein Loch der Bearbeitungsdüse 52 gemäß der vierten Ausführungsform aus Perspektive des einfallenden Laserstrahls 102. Konstitiuierende Elemente, die mit denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet. Gemäß der vierten Ausführungsform umfasst das Loch 13, das durch den Flansch 11 hindurch ausgebildet ist, einen Auslassanschluss, der zum externen Flusspfad 4b hin geöffnet ist. Der Auslassanschluss ist teilweise durch eine Anlagefläche 55 blockiert, die an der äußeren Düse 3 ausgebildet ist und am Flansch 11 anliegt. In 16 ist die Anlagefläche 55, zum leichteren Verständnis der Figur, schraffiert dargestellt.
Gemäß der vierten Ausführungsform wird die Fläche des Flusspfads des externen Flusspfads 4b durch einen Spalt reduziert, der durch den Auslassanschluss des Lochs 13 und der Anlagefläche 55, die ein spaltformender Bereich ist, ausgebildet wird. Die Fläche des Spalts ist durch die Position einer Kante 55a der Anlagefläche 55 bestimmt. Da die Position der Kante 55, wie in der ersten Ausführungsform, durch Schneiden angepasst wird, werden die Herstellungskosten reduziert und die Flussrate des Hilfsgases, das durch den externe Flusspfad 4b strömt wird reduziert, wodurch die Bearbeitungsqualität von Laserstrahl-Bearbeitung verbessert wird.
17 und 18 sind Diagramme, die Modifikationen der Form des Flansches 11 der inneren Düse 5 zeigen. Wie in 17 und 18 gezeigt, können anstelle der Löcher 13, Aussparungen 15 am äußeren Umfang des Flansches 11 der inneren Düse 5 ausgebildet sein. In diesem Falle wirkt ein Raum zwischen dem inneren Umfang der äußeren Düse 3 und der Aussparung 15 als eine Kommunikationspassage, durch welche der stromaufwärtige Flusspfad 4a mit dem externen Flusspfad 4b kommuniziert. Da die Bearbeitungskosten zum Ausformen der Aussparungen 15 niedriger sind als die zum Ausformen der Löcher 13, können die Herstellungskosten der Bearbeitungsdüse gedrückt werden.
Die beschriebenen Konfigurationen, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben sind, sind nur Beispiele der Inhalte der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen gemeinhin bekannten Technologien kombiniert werden und ein Teil davon kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne den Charakter der vorliegenden Erfindung zu ändern.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungskopf
2: Bearbeitungsdüse
3: äußere Düse
4: Flusspfad
4a: stromaufwärtiger Flusspfad
4b: externer Flusspfad
5: innere Düse
6: Bearbeitungslinse
7: Versorgungsanschluss
8: Flanscheinfügeabschnitt
9: ringförmiger vorstehender Bereich 9 (spaltformender Bereich)
9a: Anlagefläche
9b: Nut
9c: Endoberfläche
10: interner Flusspfad
11: Flansch
12: zylindrischer Abschnitt
13: Loch (Kommunikationspassage)
14: positionierender vorstehender Bereich
14a: Anlagefläche
15: Aussparung (Kommunikationspassage)
21: Ausstoßanschluss
22: Ausstoßanschluss
32: Bearbeitungsdüse
34: Anlagefläche
39: ringförmiger vorstehender Bereich(spaltformender Bereich)
39a: Anlagefläche
39b: Nut
42: Bearbeitungsdüse
44: Positionierungsnut
49: ringförmiger Teil (Zwischenabschnitt)
49a: Anlagefläche
49b: Nut
52: Bearbeitungsdüse
55: Anlagefläche(spaltformender Bereich)
55a: Kante
100: Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung
101: Werkstück
101a: Oberfläche
102: Laserstrahl
103: Haltetisch
104: Laser-Oszillator
105: reflektierender Spiegel
106: Hilfsgas-Versorgungsquelle
107: Gaspassage
108: Schlitz

Claims

Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52), umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52) ferner einen spaltformenden Bereich (9; 39; 49; 55) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (9; 39; 49; 55) Spalte zwischen der äußeren Düse (3) oder der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (9; 39; 49; 55) bildet, und wobei eine Summe der Flächen der Flusspfade (4), die durch die Spalte begrenzt sind, kleiner als eine Summe der Flächen der Flusspfade (4) ist, die durch die Kommunikationspassagen (13) begrenzt sind.
Bearbeitungsdüse (2) gemäß Anspruch 1, wobei der spaltformende Bereich (9) integral mit der äußeren Düse (3) ausgebildet ist und die Spalte zwischen der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (9) bildet.
Bearbeitungsdüse (32) gemäß Anspruch 1, wobei der spaltformende Bereich (39) integral mit der inneren Düse (5) ausgebildet ist und die Spalte zwischen der äußeren Düse (3) und dem spaltformenden Bereich (39) bildet.
Bearbeitungsdüse (2), umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (2) ferner einen spaltformenden Bereich (9) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (9) Spalte zwischen der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (9) bildet, wobei der spaltformende Bereich (9) integral mit der äußeren Düse (3) ausgebildet ist und eine Anlagefläche (9a) umfasst, die an der inneren Düse (5) anliegt, wobei Nuten (9b) an der Anlagefläche (9a) ausgebildet sind, und wobei die Spalte zwischen den Nuten (9b) und der inneren Düse (5) begrenzt sind.
Bearbeitungsdüse (32), umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (32) ferner einen spaltformenden Bereich (39) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (39) Spalte zwischen der äußeren Düse (3) oder der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (39) bildet, wobei der spaltformende Bereich (39) integral mit der inneren Düse (5) ausgebildet ist und eine Anlagefläche (39a) umfasst, die an der äußeren Düse (3) anliegt, wobei Nuten (39b) an der Anlagefläche (39a) ausgebildet sind, und wobei die Spalte zwischen den Nuten (39b) und der äußeren Düse (3) begrenzt sind.
Bearbeitungsdüse (42) umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (42) ferner einen spaltformenden Bereich (49) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (49) Spalte zwischen der äußeren Düse (3) und dem spaltformenden Bereich (49) bildet, wobei der spaltformende Bereich (49) ein Zwischenabschnitt ist, der zwischen der äußeren Düse (3) und der inneren Düse (5) angeordnet ist, wobei der Zwischenabschnitt eine Anlagefläche (49a) umfasst, die an der äußeren Düse (3) anliegt, wobei Nuten (49b) an der Anlagefläche (49a) ausgebildet sind, und wobei die Nuten (49b) die Spalte begrenzen.
Bearbeitungsdüse (42) umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (42) ferner einen spaltformenden Bereich (49) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (49) Spalte zwischen der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (49) bildet, wobei der spaltformende Bereich (49) ein Zwischenabschnitt ist, der zwischen der äußeren Düse (3) und der inneren Düse (5) angeordnet ist, wobei der Zwischenabschnitt eine Anlagefläche (49a) umfasst, die an der inneren Düse (5) anliegt, wobei Nuten (49b) an der Anlagefläche (49a) ausgebildet sind, und wobei die Nuten (49b) die Spalte begrenzen.
Bearbeitungsdüse (52) umfassend eine äußere Düse (3), die einen darin ausgebildeten Flusspfad (4) aufweist, und eine innere Düse (5), die in den Flusspfad (4) der äußeren Düse (3) einfügt ist, wobei die innere Düse (5) einen daran ausgebildeten Flansch (11) aufweist, wobei der Flansch (11) einen Raum zwischen der inneren Düse (5) und der äußeren Düse (3) schließt, wobei der Flansch (11) durch diesen hindurch ausgebildete Kommunikationspassagen (13) aufweist, wobei der Flusspfad (4) eine stromaufwärtige Seite (4a) hat, die stromaufwärts des Flansches (11) gelegen ist, und eine stromabwärtige Seite (4b) hat, die stromabwärts des Flansches (11) gelegen ist, wobei die stromaufwärtige Seite (4a) mit der stromabwärtigen Seite (4b) durch die Kommunikationspassagen (13) kommuniziert, wobei die Bearbeitungsdüse (52) ferner einen spaltformenden Bereich (55) an der stromabwärtigen Seite (4b) des Flusspfades (4) umfasst, wobei der spaltformende Bereich (55) Spalte zwischen der inneren Düse (5) und dem spaltformenden Bereich (55) bildet, wobei die Kommunikationspassagen Löcher (13) sind, die in dem Flansch (11) ausgebildet sind, und wobei der spaltformende Bereich (55) integral mit der äußeren Düse (3) ausgebildet ist, wobei der spaltformende Bereich (55) Spalte bildet, indem er einen Teil jedes der Löcher (13) blockiert.
Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei eine Summe der Flächen der Flusspfade (4), die durch die Spalte begrenzt sind, kleiner als eine Summe der Flächen der Flusspfade (4) ist, die durch die Kommunikationspassagen (13) begrenzt sind.
Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung (100), umfassend: die Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; und einen Laseroszillator (104), um einen Laserstrahl (102) oszillieren zu lassen, der durch die Bearbeitungsdüse (2; 32; 42; 52) hindurch emittiert wird.