DE19802108A1 - Apparatus and method for laser operations on a workpiece - Google Patents

Apparatus and method for laser operations on a workpiece

Info

Publication number
DE19802108A1
DE19802108A1 DE19802108A DE19802108A DE19802108A1 DE 19802108 A1 DE19802108 A1 DE 19802108A1 DE 19802108 A DE19802108 A DE 19802108A DE 19802108 A DE19802108 A DE 19802108A DE 19802108 A1 DE19802108 A1 DE 19802108A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
workpiece
laser beam
laser
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19802108A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dr Ing Wrba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LCTEC LASER und COMPUTERTECHNI
Original Assignee
LCTEC LASER und COMPUTERTECHNI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LCTEC LASER und COMPUTERTECHNI filed Critical LCTEC LASER und COMPUTERTECHNI
Priority to DE19802108A priority Critical patent/DE19802108A1/en
Publication of DE19802108A1 publication Critical patent/DE19802108A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid

Abstract

The apparatus includes a laser unit for emitting a laser beam (1) onto a workpiece (2), a unit (5) for delivery of a liquid as a reaction agent into work zone (3) formed by the laser beam on the workpiece. The method consists of emitting a laser beam onto a workpiece and delivering a liquid as a reaction agent to a work zone produced by the laser beam on the workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, bei der eine Flüssigkeit als Reaktionsmittel auf eine Bearbeitungsstelle aufgebracht wird.The invention relates to an apparatus and a method for Laser machining of a workpiece using a liquid applied as a reagent to a processing point becomes.

Es ist bekannt, bei der Laserbearbeitung gasförmige unter­ stützende Medien, wie Sauerstoff oder Stickstoff, einzuset­ zen. Diese Gase dienen als Reaktionspartner und bringen zu­ sätzlich kinetische Energie ein. It is known to gaseous under laser processing supporting media such as oxygen or nitrogen Zen. These gases act as reactants and bring about additional kinetic energy.  

Weiterhin ist es bekannt, einen dünnen Wasserstrahl als Trä­ germedium für einen YAG-Laserstrahl zum Feinschneiden zu ver­ wenden. Im Wasserstrahl wird der Laserstrahl wie in einer Lichtleitfaser bis zur Werkstückoberfläche geführt. Die Schnittgeschwindigkeit und die Schnittiefe sind jedoch be­ grenzt.Furthermore, it is known to use a thin water jet as a Trä medium for a YAG laser beam for fine cutting turn. In the water jet, the laser beam is like in a Optical fiber led to the workpiece surface. The Cutting speed and depth of cut are however borders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks zu schaffen, die die Prozeßgeschwindigkeit bei der Laserbearbei­ tung und den Austrieb der Reaktionsprodukte verbessern.The invention has for its object a device and a method for laser machining a workpiece create the process speed in laser processing tion and the expansion of the reaction products improve.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen An­ spruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen der Erfindung auf.The task is performed according to the characteristics of the independent An solved. The dependent claims show advantageous ones Further developments and embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks einen Laser zum Emittieren eines Laser­ strahls auf das Werkstück auf und eine Einrichtung zum Auf­ bringen einer Flüssigkeit als Reaktionsmittel auf eine Bear­ beitungsstelle, die vom Laserstrahl auf dem Werkstück gebil­ det wird.According to the invention, the device for laser processing of a workpiece a laser for emitting a laser beams onto the workpiece and a device for opening bring a liquid as a reagent on a bear processing point created by the laser beam on the workpiece det.

Die Flüssigkeit kann konzentrisch und/oder exzentrisch zum Laserstrahl auf das Werkstück aufgebracht werden.The liquid can be concentric and / or eccentric to the Laser beam can be applied to the workpiece.

Weiterhin kann die Flüssigkeit als Flüssigkeitsstrahl aufge­ bracht werden, und die Flüssigkeit kann eine derartige Zusam­ mensetzung haben, daß sie an der Bearbeitungsstelle zumindest eine reaktive Spezies bildet, die die Bearbeitung fördert. Furthermore, the liquid can be applied as a liquid jet are brought, and the liquid can such a con have that they at least at the processing point forms a reactive species that promotes editing.  

Die reaktive Spezies kann sauerstoffhaltige Radikale enthal­ ten, und die Flüssigkeit kann im Stande sein, reaktiven Sau­ erstoff freizusetzen.The reactive species can contain oxygen-containing radicals ten, and the liquid may be able to reactive sow release material.

Die Flüssigkeit kann weiterhin Wasserstoffperoxid sein und rein oder in Form einer wäßrigen Lösung in einer beliebigen Konzentration vorliegen.The liquid can still be hydrogen peroxide pure or in the form of an aqueous solution in any Concentration.

Weiterhin kann die Flüssigkeit eine Lösung eines organischen oder anorganischen Peroxids sein, und die Einrichtung kann zumindest eine Düse zum Ausbringen der Flüssigkeit aufweisen.Furthermore, the liquid can be a solution of an organic or inorganic peroxide, and the device can have at least one nozzle for dispensing the liquid.

Gemäß den obigen Merkmalen, die einzeln oder kombiniert die Erfindungsaufgabe lösen können, kann die Laserbearbeitung wirksam verbessert werden. Durch den Einsatz von Wasserstoff­ peroxid oder anderen flüssigen Reaktionsmitteln kann der Pro­ zeß wirksam unterstützt werden, insbesondere beim Laser­ schneiden, Laserbohren und Laserabtragen. Durch eine chemi­ sche Reaktion, z. B. beim Wasserstoffperoxid eine Oxidation durch freigesetzten radikalen Sauerstoff, wird der Bearbei­ tungsprozeß beschleunigt. Dadurch kann die Prozeßgeschwindig­ keit, z. B. die Schnittgeschwindigkeit oder die Abtragge­ schwindigkeit bzw. die Schnittiefe, erhöht werden. Weiterhin kann der Austrieb der Reaktionsprodukte verbessert werden. Dies führt wiederum zu einer verbesserten Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstücks. According to the above features, the single or combined the Laser processing can solve the invention task be effectively improved. Through the use of hydrogen Peroxide or other liquid reactants, the Pro be supported effectively, especially with lasers cutting, laser drilling and laser ablation. Through a chemi cal reaction, e.g. B. oxidation of hydrogen peroxide through radical oxygen released, the machining becomes accelerated process. This can speed up the process speed, e.g. B. the cutting speed or the removal speed or the depth of cut. Farther the expulsion of the reaction products can be improved. This in turn leads to an improved surface quality of the machined workpiece.  

Das Reaktionsmittel kann direkt auf die Bearbeitungsstelle aufgebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, den Flüssig­ keitsstrahl anders auszurichten, sofern zweckmäßig.The reactant can go directly to the processing point be applied. However, it is also possible to use the liquid align the beam differently, if appropriate.

Weiterhin sei angemerkt, daß das Reaktionsmittel auch direkt in der Vorrichtung, d. h. in der Bearbeitungsmaschine, erzeugt werden kann.It should also be noted that the reactant is also direct in the device, d. H. in the processing machine can be.

Die Figur zeigt schematisch Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung.The figure schematically shows examples of embodiments the invention.

In der linken Darstellung der Figur ist ein Laserstrahl 1 dargestellt, welcher von einem nicht gezeigten Laser emit­ tiert wird. Der Laserstrahl 1 ist auf ein Werkstück 2 gerich­ tet. An der Auftreffstelle des Laserstrahls 1 auf dem Werk­ stück 2 wird eine Bearbeitungsstelle 3 gebildet. Diese Bear­ beitungsstelle kann als Bearbeitungsbereich verstanden wer­ den, welcher sich um die Auftreffstelle des Laserstrahls 1 auf dem Werkstück 2 herum erstreckt.In the left representation of the figure, a laser beam 1 is shown, which is emitted by a laser, not shown. The laser beam 1 is tet on a workpiece 2 . At the point of impact of the laser beam 1 on the workpiece 2 , a processing point 3 is formed. This Bear processing point can be understood as a machining area who extends around the point of impact of the laser beam 1 on the workpiece 2 .

In der linken Darstellung der Figur ist weiterhin ein Flüs­ sigkeitsstrahl 4 dargestellt, welcher konzentrisch um den La­ serstrahl 1 angeordnet ist.In the left representation of the figure, a liquid jet 4 is also shown, which is arranged concentrically around the laser beam 1 .

In der rechten Darstellung der Figur ist der Flüssigkeits­ strahl 4 exzentrisch zum Laserstrahl 1 angeordnet und trifft ebenso wie in der linken Darstellung an der Bearbeitungsstel­ le 3 bzw. in dem Bearbeitungsbereich auf das Werkstück 2 auf. In the right-hand illustration of the figure, the liquid jet 4 is arranged eccentrically to the laser beam 1 and, like in the left-hand illustration, strikes the workpiece 2 at the processing point 3 or in the processing area.

Der Flüssigkeitsstrahl 4 wird von einer Einrichtung 5 abgege­ ben.The liquid jet 4 is given by a device 5 ben.

Durch das Verwenden einer geeigneten Flüssigkeit kann z. B. radikaler Sauerstoff freigesetzt werden, der den Bearbei­ tungsprozeß beschleunigt. Dies stellt einen großen Vorteil gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik dar. Was­ serstoffperoxid wirkt als stärkeres Oxidationsmittel als Sau­ erstoff selbst. Durch geeignete Flüssigkeiten kann somit er­ findungsgemäß der Bearbeitungsprozeß stark verbessert werden, wobei zusätzlich eine Verbesserung des Austriebs der Reakti­ onsprodukte erzielt werden kann. Somit werden eine verbesser­ te Prozeßgeschwindigkeit und eine verbesserte Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks erzielt.By using a suitable liquid, e.g. B. radical oxygen are released, the machining accelerated process. This is a huge advantage compared to the prior art mentioned at the beginning. What Hydrogen peroxide acts as a stronger oxidizing agent than sow erstoff itself. With suitable liquids he can according to the machining process can be greatly improved, with an additional improvement in the sprouting of the reactants onproducts can be achieved. Thus, one will improve process speed and improved surface quality of the machined workpiece.

Erfindungsgemäß kann weiterhin ein Verfahren zur Laserbear­ beitung eines Werkstücks vorgesehen sein, bei dem ein Laser­ strahl auf ein Werkstück emittiert wird, und eine Flüssigkeit als Reaktionsmittel auf eine Bearbeitungsstelle aufgebracht wird, die von dem Laserstrahl auf dem Werkstück gebildet wird. Bei diesem Verfahren kann die Flüssigkeit konzentrisch und/oder exzentrisch zum Laserstrahl auf das Werkstück aufge­ bracht werden. Das Verfahren kann weiterhin enthalten, daß die Flüssigkeit als Flüssigkeitsstrahl aufgebracht wird, und es kann enthalten, daß der Flüssigkeitsstrahl aus mehreren einzelnen Flüssigkeitsstrahlen besteht oder das Werkstück in einem Flüssigkeitsbad liegt. Die Flüssigkeit kann hierbei ei­ ne derartige Zusammensetzung aufweisen, daß sie an der Bear­ beitungsstelle zumindest eine reaktive Spezies bildet, die die Bearbeitung fördert, wobei die reaktive Spezies sauer­ stoffhaltige Radikale enthalten kann. Die Flüssigkeit kann hierbei im Stande sein, reaktiven Sauerstoff freizusetzen, wobei die Flüssigkeit Wasserstoffperoxid sein kann, und rein oder in Form einer wäßrigen Lösung in einer beliebigen Kon­ zentration vorliegen kann. Die Flüssigkeit kann hierbei wei­ terhin eine Lösung eines organischen oder anorganischen Per­ oxids sein, und die Flüssigkeit kann hierbei über eine Düse ausgebracht werden.According to the invention, a method for laserbear can also be used be provided processing a workpiece in which a laser beam is emitted on a workpiece and a liquid applied as a reagent to a processing point is formed by the laser beam on the workpiece becomes. With this procedure the liquid can be concentric and / or eccentrically to the laser beam on the workpiece be brought. The method may further include that the liquid is applied as a liquid jet, and it can contain that the liquid jet from several individual liquid jets or the workpiece in a liquid bath. The liquid can egg ne have such a composition that they on the Bear processing site forms at least one reactive species that promotes editing, making the reactive species acidic  can contain radicals containing substances. The liquid can be able to release reactive oxygen, where the liquid can be hydrogen peroxide, and pure or in the form of an aqueous solution in any con concentration can be present. The liquid can be white then a solution of an organic or inorganic per be oxide, and the liquid can pass through a nozzle be applied.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, mit
  • - einem Laser zum Emittieren eines Laserstrahls (1) auf das Werkstück (2) und
  • - einer Einrichtung (5) zum Aufbringen einer Flüssigkeit als Reaktionsmittel auf eine Bearbeitungsstelle (3), die vom Laserstrahl (1) auf dem Werkstück (2) gebildet wird.
1. Device for laser machining a workpiece, with
  • - A laser for emitting a laser beam ( 1 ) on the workpiece ( 2 ) and
  • - A device ( 5 ) for applying a liquid as a reaction medium to a processing point ( 3 ), which is formed by the laser beam ( 1 ) on the workpiece ( 2 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit konzentrisch und/oder exzentrisch zum La­ serstrahl (1) auf das Werkstück (2) aufgebracht wird oder das Werkstück sich in einem Flüssigkeitsbad befindet.2. Device according to claim 1, characterized in that the liquid is applied concentrically and / or eccentrically to the laser beam ( 1 ) on the workpiece ( 2 ) or the workpiece is in a liquid bath. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flüssigkeit als Flüssigkeitsstrahl (4) aufge­ bracht wird.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid is brought up as a liquid jet ( 4 ). 4. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Flüssigkeitsstrahl (4) aus mehreren einzelnen Flüssigkeitsstrahlen zusammen­ setzt.4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the liquid jet ( 4 ) is composed of several individual liquid jets. 5. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine derartige Zusammensetzung hat, daß sie an der Bearbeitungsstelle (3) zumindest eine reaktive Spezies bildet, die die Bearbei­ tung fördert.5. The device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the liquid has such a composition that it forms at the processing point ( 3 ) at least one reactive species which promotes the processing. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine reaktive Spezies sauerstoffhaltige Ra­ dikale enthält.6. The device according to claim 5, characterized in that the at least one reactive species oxygenated Ra contains dicals. 7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit im Stande ist, reaktiven Sauerstoff freizusetzen.7. The device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid is able to release reactive oxygen. 8. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasserstoff­ peroxid ist und in Form einer wäßrigen Lösung in einer be­ liebigen Konzentration vorliegt.8. The device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid is hydrogen is peroxide and in the form of an aqueous solution in a be concentration. 9. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine Lösung eines organischen oder anorganischen Peroxids ist.9. The device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the liquid is a solution an organic or inorganic peroxide. 10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5) zumindest eine Düse zum Ausbringen der Flüssigkeit aufweist.10. The device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the device ( 5 ) has at least one nozzle for dispensing the liquid. 11. Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, bei dem
  • - ein Laserstrahl (1) auf das Werkstück (2) emittiert wird und
  • - eine Flüssigkeit als Reaktionsmittel auf eine Bearbei­ tungsstelle aufgebracht wird, die vom Laserstrahl (1) auf dem Werkstück (2) gebildet wird.
11. Method for laser machining a workpiece, in which
  • - A laser beam ( 1 ) is emitted onto the workpiece ( 2 ) and
  • - A liquid is applied as a reaction agent to a machining point, which is formed by the laser beam ( 1 ) on the workpiece ( 2 ).
DE19802108A 1998-01-21 1998-01-21 Apparatus and method for laser operations on a workpiece Withdrawn DE19802108A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19802108A DE19802108A1 (en) 1998-01-21 1998-01-21 Apparatus and method for laser operations on a workpiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19802108A DE19802108A1 (en) 1998-01-21 1998-01-21 Apparatus and method for laser operations on a workpiece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19802108A1 true DE19802108A1 (en) 1999-07-22

Family

ID=7855218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19802108A Withdrawn DE19802108A1 (en) 1998-01-21 1998-01-21 Apparatus and method for laser operations on a workpiece

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19802108A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004094096A1 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Boston Scientific Limited System combining laser cutter and cleaner fluid jet
CN105479173A (en) * 2016-01-20 2016-04-13 孙树峰 Micropore laser-high temperature chemical synchronous compounding processing device and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004094096A1 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Boston Scientific Limited System combining laser cutter and cleaner fluid jet
CN105479173A (en) * 2016-01-20 2016-04-13 孙树峰 Micropore laser-high temperature chemical synchronous compounding processing device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3914418B1 (en) Process for beam processing of a plate or tubular workpiece
DE60314758T2 (en) LASER WELDING METHOD FOR PLASMA PREVENTION
DE102013210844B3 (en) A method of forming a through hole in a metallic workpiece, laser processing machine, and computer program product
DE2602370A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GENERATING MICROSPAERIC PARTICLES
DE1298851B (en) Method for material processing using radiant energy
EP0247209A1 (en) Apparatus and process for electrochemically polishing the inner surfaces of pipes
DE2232221B2 (en) Method for injecting fresh gases into a molten metal
DE2059415A1 (en) Process for producing an intimate mixture of a liquid and a gas, in particular for the mutual detoxification of combustion exhaust gases in waste liquors
DE60206184T2 (en) METHOD AND APPARATUS FOR LASER BEAM CUTTING USING A LENS WITH MULTIPLE FIREWORKS AND A CONVERGING / DIVERTING NOZZLE
DE19802108A1 (en) Apparatus and method for laser operations on a workpiece
DE102007062212A1 (en) Method for laser cutting a workpiece using a remote laser comprises gassing a processing region during processing of the workpiece by a process gas nozzle, moving the nozzle afterwards and gassing another processing region
EP0535329A2 (en) Method and device for machining by means of multiple jets
WO1989012111A1 (en) Heat-treatment process for metallic workpieces
DE19858681A1 (en) Driving and device for laser material processing with a gas flow of low flow speed
EP2692477A1 (en) Method and device for manufacturing a saw tooth structure
DE2509635A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR LASER WELDING
DE19541445B4 (en) Method for wave soldering workpieces under inert gas and device provided for this purpose
WO2005118208A1 (en) Gas mixture for laser-beam fusion cutting
DE3045559A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR OPENING RADIATION VIALS
DE3740345A1 (en) METHOD FOR CONTACTING LIQUIDS AND GASES
DE3247266C2 (en)
DE102006018858A1 (en) - Process for plasma cutting using a secondary gas mixture consisting of at least two oxygen containing gases useful in plasma cutting, e.g. of metals avoids unwanted hardening of metal surfaces, pore formation and welding difficulties
DE1621669B2 (en) Device for scarfing a metallic workpiece surface
AT393241B (en) Method for the laser cutting of metallic workpieces
DE102022125140A1 (en) Method for forming a nanojoint, associated computer program product and workpiece with nanojoint

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee