DE19513051A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstoff durch Laserstrahlen - Google Patents

Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstoff durch Laserstrahlen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstoff durch Laserstrahlen, die eine Strahlungsein­ heit, eine Verstelleinheit und einen Teil für Werkstoffauf­ nahme aufweist, bei der der Werkstoff positioniert wird und die Laserstrahlen auf einen vorgegebenen Bereich gerichtet werden. Die Erfindung ist zum Abtragen von Teilen eines Werk­ stückes und/oder Härten der Oberfläche geeignet
In der DE-OS 38 01 068 (B 23 K 26/14) ist bereits eine Vor­ richtung zum Abtragen mittels gebündelter Energiestrahlen, wie Laser- oder Elektronenstrahlen, beschrieben. Hierbei wird der Energiestrahl ggf. zusammen mit einem Gasstrahl unter einem einstellbaren Winkel auf das Werkstück gerich­ tet. Zum Kühlen und Abtransportieren der aus dem Werkstück heraus gelösten Partikel wird ein gebündelter Fluidstrahl schräg zur Werkstückoberfläche gerichtet. Neben der Austritts­ öffnung des Energiestrahls ist eine weitere Düse angeordnet, die verstellbar ist.
Bei dieser Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, den La­ serstrahl in alle Raumrichtungen abzulenken um eine große Präzision bei der Bearbeitung der Werkstücke zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der ein Laserstrahl nach Verlassen der Lasereinrichtung in seiner Richtung beeinflußt werden kann und durch Um- bzw. Ablenken auch Hinterschneidungen oder derartige Pro­ filierungen auf der Oberfläche des Werkstoffes bearbeiten kann, wobei die Auftreffhäufigkeit des Laserstrahls auf die Werkstoffoberfläche regelbar gestaltet sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der un­ komplizierten Handhabung beim Abtragen von Werkstoffteil­ chen, so daß auf einfache Weise auch schwer zugängige Be­ reiche des Werkstoffes bearbeitet werden können.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß mit dieser Vorrichtung eine Bearbeitung der Oberfläche zur Erhärtung und Aushärtung möglich ist. Diese Oberflächenhärtung kann bei unbearbeiteten oder bearbeiteten Oberflächen erfolgen. Hierbei ist herauszustellen, daß beide Vorgänge unmittelbar nacheinander durchgeführt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Vorrichtung aus Einzelteilen besteht, die ohne großen Aufwand zusammen­ gefügt werden können. Dadurch ist es möglich Einzelteile mit wenigen Handgriffen auszutauschen, wenn das z. B. wegen Verschleiß erforderlich sein sollte.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine prinzipielle Ausführung der Vor­ richtung dargestellt, die im wesentlichen aus dem Strahlungs­ teil 17.1, dem Verstellteil 17.2, dem Aufnahmeteil 17.3 be­ steht, die an dem Gestell 17 angeordnet sind.
Das Strahlungsteil 17.1 umfaßt den Laser 1, den Unterbrecher 2, der von dem Unterbrecherantrieb 3 angetrieben wird. Unter dem Laser 1 befindet sich die Fokussiereinrichtung 4, die von dem Stellelement 5 gesteuert wird, wodurch der Laserstrahl 6 auf den gewünschten Punkt fokussiert wird.
Der Unterbrecher 2 ist mit dem Unterbrecherantrieb 3 verbunden. Anstelle des Unterbrechers 2 kann auch ein gesteuerter Pulsla­ ser angeordnet sein. Der Unterbrecher 2 und der Unterbrecher­ antrieb befinden sich unterhalb des Lasers 1. Zur Verbesserung der Stabilität können beide mit dem Gestell 17 verbunden sein. Das Verstellteil 17.2 befindet sich unter dem Strahlungs­ teil 17.1 und enthält den Stellring 7, der für die Rotation des Prismas 10 um die Y-Achse vorgesehen ist.
Die Führungseinheit 8 ist an dem Stellring 7 angeordnet und mit dem Antrieb 9 verbunden. Der Antrieb 9 dient zur Ver­ stellung des Stellringes 7 um die Y-Achse. Im unteren Bereich des Stellringes 7 ist das Prisma 10 angeordnet. An Stelle des Prismas 10 kann auch ein spiegelndes Element eingesetzt sein. Der Prismaantrieb 11 befindet sich ebenfalls im unteren Bereich des Stellringes 7 und ist zur Einstellung des Prismas 10 um die X-Achse vorgesehen. Das Befestigungselement 12 ist mit dem Prismaantrieb 11 verbunden. Außerdem ist an dem Stell­ ring 7 die Düse 13 angeordnet. Sie ist verstellbar und dient der Zuführung für den Fluid- bzw. Gasstrahl. Das Verstellglied 14 umfaßt die Düse 13, wodurch eine Verstellung der Düsenpo­ sition ermöglicht wird. Mittels des Verstellteils 17.2 wird der Laserstrahl 6 in die gewünschte Richtung auf den Werkstoff 16 gelenkt. Dabei wird gleichzeitig die Düse 13 in die erforderliche Position gebracht.
Im unteren Bereich des Gestells 17 befindet sich der Werk­ stoffträger 15, der zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werk­ stoffes 16 dient.
Bezugszeichenliste
1 Laser
2 Unterbrecher
3 Unterbrecherantrieb
4 Fokussiereinrichtung
5 Stellelement
6 Laserstrahl
7 Stellring
8 Führungseinheit
9 Antrieb
10 Prisma
11 Prismaantrieb
12 Befestigungselement
13 Düse
14 Verstellglied
15 Werkstoffträger
16 Werkstoff
17 Gestell
17.1 Strahlungsteil
17.2 Verstellteil
17.3 Aufnahmeteil

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstoff durch Laser­ strahlen, die eine Strahlungseinheit, eine Verstell­ einheit und einen Teil zur Werkstoffaufnahme aufweist, bei der der Werkstoff positioniert wird und die Laser­ strahlen auf einen vorgegebenen Bereich gerichtet wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlungsteil (17.1), ein Verstellteil (17.2) und ein Aufnahmeteil (17.3) zur Aufnahme funktioneller Einrichtungen vorgesehen und ggf. über ein Gestell (17) miteinander verbunden sind, wobei das Strahlungsteil (17.1) einen Laser (1), einen Unterbrecher (2), einen Unterbrecherantrieb (3), sowie eine Fokussiereinrichtung (4) enthält und der von dem Laser (1) ausgesandte Laserstrahl (6) durch den Unter­ brecher (2) und danach durch die Fokussiereinrichtung (4), die sich an dem Stellelement (5) und unterhalb des Lasers (1) befindet, nach unten gerichtet ist, daß der Verstellteil (17.2) einen Stellring (7), eine Führungs­ einheit (8), einen Antrieb (9), sowie ein Prisma (10) mit einem Prismaantrieb (11) und ein Befestigungs­ element (12) aufweist, wobei im Bereich des Stellringes (7) eine Düse (13) angeordnet ist, die mit einem Verstell­ glied (14) verbunden ist und zum Ausstoß eines Fluid- bzw. Gasstrahles vorgesehen ist, und daß der Aufnahme­ teil (17.3) als beweglicher Tisch ausgebildet ist und als Werkstoffträger (15) dient, auf dem der Werkstoff (16) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Unterbrechers (2) ein gesteuerter Pulslaser angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Einrichtungsteile bzw. Baugruppen variabel angeordnet und miteinander ver­ bunden sind.
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DE3801068A1 (de) * 1988-01-15 1989-07-27 Maho Ag Verfahren und vorrichtung zum abtragen mittels gebuendelter energiestrahlen

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