DE202019101652U1

DE202019101652U1 - Laserbearbeitungsvorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen

Info

Publication number: DE202019101652U1
Application number: DE202019101652.3U
Authority: DE
Original assignee: 4JET Microtech GmbH
Current assignee: 4JET Microtech GmbH
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: US20220152741A1; KR20210142141A; AU2020246943A1; WO2020193366A1; CN113573841A; BR112021017371A2; JP2022524953A; CA3134472A1; EP3941679A1

Abstract

Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen (140) in einer Oberfläche (110), die Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) aufweisend:
eine optische Beugungsanordnung (102), welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung (104) und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung (106), wobei die Ausgangsstrahlung (106) eine Vielzahl von Intensitätsmaxima (136) aufweist;
eine Aktoranordnung (108) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung (106) und der Oberfläche (110), wobei jedes Intensitätsmaximum (136) eine Furche der Vielzahl von Furchen (140) erzeugt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die hierin offenbarten Gegenstände betreffen das Gebiet der Laserbearbeitung von Oberflächen.
HINTERGRUND
WO 2018/197555 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Riblets, wobei die Riblets mittels Laserinterferenzstrukturierung (DLIP - Direct Laser Interference Patterning) in eine Oberfläche, insbesondere in eine bereits lackierte und ausgehärtete Oberfläche, eingebracht werden. Ein Bauteil mit den auf diese Weise hergestellten Riblets ermöglicht es, Flugzeuge, Schiffe und Windkraftanlagen mit einem geringeren Strömungswiderstand zu betreiben.
ZUSAMMENFASSUNG
Angesichts der oben beschriebenen Situation gibt es ein Bedürfnis für eine Technik, welche eine Laserbearbeitung von Oberflächen mit verbesserten Charakteristika erlaubt.
Diesem Bedürfnis wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß dem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Vorrichtung offenbart, insbesondere eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche.
Gemäß Ausführungsformen des ersten Aspektes wird Laserbearbeitungsvorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche offenbart, die Laserbearbeitungsvorrichtung aufweisend: eine optische Beugungsanordnung, welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, wobei die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist; und eine Aktoranordnung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche, wobei jedes Intensitätsmaximum (der Vielzahl von Intensitätsmaxima) eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren offenbart, insbesondere ein Verfahren zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche.
Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche offenbart, das Verfahren aufweisend: Richten eines Laserstrahls auf eine optische Beugungsanordnung zum Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, wobei die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist; Richten der Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche; und Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche, wobei jedes Intensitätsmaxium (der Vielzahl von Intensitätsmaxima) eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände basieren auf der Idee, dass eine Laserbearbeitung von Oberflächen mit verbesserten Charakteristika bereitgestellt werden kann, indem eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aus einem Laserstrahl (bzw. der Laserstrahlung) direkt durch eine optische Beugungsanordnung (beispielsweise ein diffraktives optisches Element oder eine Mehrzahl von Phasenplatten) erzeugt wird und jedes Intensitätsmaximum der Vielzahl von Intensitätsmaxima zur Erzeugung einer Furche der Vielzahl von Furchen verwendet wird.
Gemäß Ausführungsformen des ersten Aspektes ist die Laserbearbeitungsvorrichtung ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten oder zweiten Aspektes.
Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes ist das Verfahren ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten oder zweiten Aspektes.
Weitere Vorteile und Merkmale der hierin offenbarten Gegenstände ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen, auf welche die vorliegende Offenbarung jedoch nicht beschränkt ist. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht notwendigerweise maßstabsgetreu anzusehen. Vielmehr können relative Abmessungen und Winkel nicht maßstabsgetreu dargestellt sein, um einige Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände zu verdeutlichen.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
2 zeigt die Oberfläche des Objektes aus 1 gesehen von der Linie II-II in 1.
3 zeigt einen Teil der Vielzahl von Furchen in 2 in einer Querschnittsansicht, entlang der Linie III-III in 2.
4 zeigt eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
5 zeigt eine Aufsicht auf eine Beugungsanordnung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
6 zeigt das optische Element der Beugungsanordnung aus 5 in einer Querschnittsansicht.

BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände beschrieben, wobei beispielsweise auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung oder ein Verfahren Bezug genommen wird. Es sollte hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von Merkmalen verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele möglich ist. Insbesondere werden einige Ausführungsformen mit Bezug auf ein Verfahren beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung beschrieben werden. Jedoch wird der Fachmann der vorstehenden und der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmen, dass, solange es nicht anders angegeben ist, Merkmale verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele kombinierbar sind und solche Kombinationen von Merkmalen als durch diese Anmeldung offenbart anzusehen sind. Beispielsweise ist selbst ein Merkmal, welches sich auf ein Verfahren bezieht, mit einem Merkmal kombinierbar, welches sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bezieht, und umgekehrt. Ferner ist ein Merkmal einer Ausführungsform, welches sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung bezieht, mit einem korrespondierenden Merkmal kombinierbar, welches sich auf ein Verfahren bezieht. Mit der Offenbarung eines Verfahrens, einer Ausführungsform eines Verfahrens oder einer Funktion sind ferner ein oder mehrere Elemente (beispielsweise optische Elemente) und/oder Aktoren (beispielsweise in Form einer Aktoranordnung) sowie eine mit den Aktoren zusammenwirkende Funktionalität einer Steuervorrichtung als offenbart anzusehen, welche zur Ausführung des Verfahrens bzw. der Funktion ausgebildet sind. Ferner ist mit der Offenbarung einer Funktion einer Vorrichtung ein entsprechendes Verfahren, welches die Funktion ohne Vorrichtungsmerkmale definiert, als offenbart anzusehen.
Sofern nichts anderes angegeben ist, sind Zahlenwerte einschließlich eines ±5 %-Fensters zu verstehen, d. h. beispielsweise eine Angabe Anzahl von 100 Furchen umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Anzahl von Furchen innerhalb eines Intervalls von (100 ± 5 %) = [95; 105] und eine Prozentangabe von 50 % umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Prozentangabe innerhalb eines Intervalls von 50 % ± 5 % = [47,5 %; 52,5 %]. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Zahlenwerte einschließlich eines ±10 %-Fensters zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung offenbart, welche eingerichtet ist zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung eine optische Beugungsanordnung auf, welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Aktoranordnung auf zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche. Hierdurch erzeugt die Ausgangsstrahlung (durch Materialabtrag von der Oberfläche) die Vielzahl von Furchen in der Oberfläche. Gemäß einer Ausführungsform weist die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima auf, von denen jedes Intensitätsmaximum eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
Im Einklang mit Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände weist die Laserbearbeitungsvorrichtung einen Strahlengang auf, welcher eingerichtet ist, um die Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche zu richten. Der Strahlengang kann beispielsweise ein freier Raum sein, in welchem sich die Ausgangsstrahlung von der Beugungsanordnung zu der Oberfläche hin ausbreitet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlengang ein oder mehrere Umlenkelemente, beispielsweise Spiegel, aufweisen. Beispielsweise kann die Aktoranordnung eingerichtet sein, um das mindestens eine Umlenkelement zu bewegen und dadurch die Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche zu erzeugen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Aktoranordnung eingerichtet zum Bewegen der Oberfläche und/oder der Laserbearbeitungsvorrichtung oder Teilen davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlengang ein oder mehrere fokussierende optische Elemente und/oder ein oder mehrere zerstreuende optische Elemente, beispielsweise optische Linsen aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform existiert entlang des Strahlengangs die Vielzahl von Intensitätsmaxima lediglich in einem eng begrenzten Bereich des Strahlengangs der Ausgangsstrahlung. Es versteht sich, dass in diesem Fall die Oberfläche in diesem Bereich des Strahlengangs positioniert wird. Mit anderen Worten sind gemäß einer Ausführungsform die Oberfläche und der Strahlengang bezüglich einander so positioniert, dass die Oberfläche in einem Bereich des Strahlengangs liegt, in welchem die Ausgangsstrahlung die Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist.
Entsprechend weist gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche eine oder mehrere der folgenden Ausführungsformen auf. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Richten einer Laserstrahlung auf eine optische Beugungsanordnung zum Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, welche eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Richten der Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt umfasst das Verfahren ein Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche (beispielsweise werden die Ausgangsstrahlung während der Relativbewegung erzeugt). Durch die Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche wird die Vielzahl von Furchen erzeugt, wobei jedes Intensitätsmaximum eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Richten der Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche ein Positionieren der Oberfläche und der Ausgangsstrahlung bezüglich einander, so dass die Oberfläche in einem Bereich des Strahlengangs liegt, in welchem die Ausgangsstrahlung die Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform sind das optische Element und/oder der Strahlengang und/oder die Aktoranordnung eingerichtet, so dass die Vielzahl von Furchen, die durch die Ausgangsstrahlung erzeugt werden, parallele Furchen sind.
Gemäß einer Ausführungsform liegt eine Querschnittsdimension (beispielsweise eine Tiefe) von 80 % der Furchen, die von der Vielzahl von Intensitätsmaxima erzeugt wird, um einen Mittelwert der Querschnittsdimension in einem Toleranzintervall von ±10 % der Querschnittsdimension. Gemäß einer Ausführungsform ist hierbei der Mittelwert das arithmetische Mittel über die betreffende Querschnittsdimension der Vielzahl von Furchen. Die Querschnittsdimension kann gemäß einer Ausführungsform eine Breite der Furchen oder eine Tiefe der Furchen sein.
Gemäß einer Ausführungsform bilden die Furchen in der Oberfläche Riblets aus, d. h. eine Struktur, welche gegenüber einer glatten Oberfläche einen Strömungswiderstand der Oberfläche senkt. Insbesondere bezüglich der Anwendung, der Funktion, der Form, der Abmessungen, der Eigenschaften, etc. der Riblets wird ausdrücklich auf die WO 2018/197555 A1 verwiesen, deren gesamte Offenbarung, insbesondere die Abmessungen und Anwendungen der Riblets, hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Wie für Riblets üblich, weisen in einer Ausführungsform die Furchen jeweils seitliche Wände auf. Die benachbarten Wände von jeweils zwei nebeneinander liegenden Furchen bilden daher zwei voneinander abgewandte Flanken einer Rippe zwischen den zwei Furchen. Mit anderen Worten wird gemäß einer Ausführungsform durch die Vielzahl von Furchen einer Vielzahl von Rippen auf der Oberfläche erzeugt, die bei geeigneter Abmessung als Riblets wirken (d. h. einen Strömungswiderstand über die Oberfläche reduzieren), beispielsweise wie dies in der oben zitierten WO 2018/197555 A1 beschrieben ist. Gemäß einer Ausführungsform schließen die Flanken der Rippen einen spitzen Winkel ein. Insbesondere sind die Rippen gemäß einer Ausführungsform spitz zulaufend ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die Rippen im Wesentlichen parallel zueinander und insbesondere parallel zu einer Strömungsrichtung einer zu erwartenden Strömung über die Oberfläche.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Beugungsanordnung mindestens ein optisches Element auf. Sofern nachfolgend von einem optischen Element die Rede ist, sollte sich verstehen, dass gemäß einer Ausführungsform im Fall von zwei oder mehr optischen Elementen, jedes dieser optischen Elemente gemäß einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen ausgestaltet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine optische Element (beispielsweise jedes optische Element der Beugungsanordnung) eingerichtet, um eine Mehrzahl von Phasendifferenzen zwischen einer Vielzahl von Teilen der Ausgangsstrahlung zu erzeugen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine optische Element eingerichtet, um durch die Erzeugung der Mehrzahl von Phasendifferenzen die Vielzahl von Intensitätsmaxima in der Ausgangsstrahlung zu erzeugen. Es versteht sich, dass die Phasendifferenzen zwischen jeweils zwei Teilen der Ausgangsstrahlung für verschiedene Teile der Ausgangsstrahlung im Allgemeinen verschieden sind.
Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform das optische Element ein diffraktives optisches Element. Beispielsweise weist das diffraktive optische Element gemäß einer Ausführungsform eine Struktur auf, welche die Mehrzahl von Phasendifferenzen erzeugt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beugungsanordnung zwei oder mehr diffraktive optische Elemente auf. Beispielsweise weist in einer Ausführungsform die Beugungsanordnung zwei oder mehr (diffraktive) optische Elemente auf (die beispielsweise auch als Phasenmasken bezeichnet werden), wodurch die Erzeugung von Phasendifferenzen in mehreren Ebenen stattfindet (Multi-Plane Light Conversion, MPLC). Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beugungsanordnung ein Hologramm. Ausgehend von einer gewünschten Intensitätsverteilung der Ausgangsstrahlung kann ein diffraktives optisches Element, ein MPLC-Element oder ein Hologramm gemäß an sich bekannten Herstellungsverfahren hergestellt werden. Lediglich beispielhaft seien hier die Techniken genannt, die in den folgenden Dokumenten beschrieben sind: EP 1 591 805 B1 , US 5 073 007 .
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens eines von dem mindestens einen optischen Element der Beugungsanordnung ausgebildet, um die Vielzahl von Intensitätsmaxima innerhalb eines Querschnittes der Ausgangsstrahlung zu erzeugen, der kleiner als der Querschnitt der Laserstrahlung ist, die auf die Beugungsanordnung fällt. Mit anderen Worten ist mindestens eines von dem mindestens einen optischen Element der Beugungsanordnung ausgebildet, um eine Fokussierung der Laserstrahlung, wie sie auf die Beugungsanordnung fällt, zu erzielen. Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform das (in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlung gesehen) letzte optische Element der Beugungsanordnung (d. h. das optische Element, welches die Ausgangsstrahlung erzeugt) in dieser Weise ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Querschnitt (hierin auch als Strahldiagonale bezeichnet) definiert durch die größte Ausdehnung der Strahlung senkrecht zur Strahlungsrichtung.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezieht sich der Querschnitt der Ausgangsstrahlung auf den Querschnitt, den die Ausgangsstrahlung an der Oberfläche aufweist. Mit anderen Worten entspricht der Querschnitt der Ausgangsstrahlung gemäß einer Ausführungsform dem Querschnitt des gesamten Beleuchtungsflecks (Spots), den die Ausgangsstrahlung auf der Oberfläche (d. h. in einem definierten Abstand von der Beugungsanordnung) erzeugt. Der Spot (d. h. der gesamte Beleuchtungsfleck, den die Ausgangsstrahlung auf der Oberfläche erzeugt) umfasst daher die Vielzahl von Intensitätsmaxi ma.
Gemäß einer Ausführungsform kann zwischen der Beugungsanordnung und der Oberfläche (d. h. in dem Strahlengang) mindestens ein weiteres optisches Element, beispielsweise mindestens ein fokussierendes optisches Element und/oder mindestens zerstreuendes optisches Element, beispielsweise eine Linse, etc. angeordnet sein. Beispielsweise kann das mindestens eine weitere optische Element für mindestens eine der folgenden Funktionen vorgesehen sein: um die Ausgangsstrahlung zu fokussieren oder aufzuweiten; um die Vielzahl von Intensitätsmaxima zu skalieren; um die Intensitätsmaxima in einer gewünschten Ausgestaltung zu erzeugen, falls die Beugungsanordnung für die Erzeugung der Vielzahl von Intensitätsmaxima in der gewünschten Ausgestaltung mit dem mindestens weiteren optischen Element eingerichtet wurde; etc. Gemäß einer Ausführungsform ist die Beugungsanordnung eingerichtet (gerechnet), um, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des mindestens einen weiteren optischen Elements, in einem vorbestimmten Abstand die Vielzahl von Intensitätsmaxima (insbesondere den Spot mit der Vielzahl von Intensitätsmaxima) zu erzeugen. Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche in dem vorbestimmten Abstand von der Beugungsanordnung angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Intensitätsmaxima (d.h. die Vielzahl von Intensitätsmaxima, die jeweils eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugen) mindestens 10 Intensitätsmaxima. Beispielsweise umfasst die Vielzahl von Intensitätsmaxima mindestens 50 Intensitätsmaxima oder, gemäß anderen Ausführungsformen, mindestens 100, mindestens 200, mindestens 500 oder mindestens 1000 Intensitätsmaxima. Beispielsweise umfasst die Vielzahl von Intensitätsmaxima zwischen 500 und 1500 Intensitätsmaxi ma.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Abstand der Intensitätsmaxima nominell zwischen 40 µm und 160 µm, beispielsweise 100 µm. Es versteht sich, dass für den Fall, dass die Furchen Riblets in der Oberfläche erzeugen, der Abstand der Intensitätsmaxima angepasst wird, um den gewünschten Abstand der Rippen zu erzielen. Wie erläutert, kann der gewünschte Abstand der Rippen (und damit der gewünschte Abstand der Intensitätsmaxima beispielsweise von der Strömungsgeschwindigkeit abhängen, für welche die Riblets eine gewünschte Reduzierung des Strömungswiderstandes erzeugen. Es versteht sich, dass die Abstände von benachbarten Furchen der Vielzahl von Furchen in der Praxis von dem nominellen Abstand der Intensitätsmaxima abweichen kann, beispielsweise um ±5 %. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform für einen nominellen Abstand der Intensitätsmaxima von 100 µm ein Abstand benachbarter Furchen zwischen 90 µm und 110 µm liegen.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Spotgröße zwischen 15 mm und 500 mm, beispielsweise zwischen 30 mm und 200 mm. Beispielsweise kann für einen 5 kW-Laser die Spotgröße 120 mm betragen. Ferner kann beispielsweise die Spotgröße 70 mm betragen, beispielsweise für einen 2 kW-Laser. Gemäß einer Ausführungsform weist der Spot die Spotgröße in einer Richtung senkrecht zu der Relativbewegung auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Spot eine Richtung minimaler Abmessung und eine Richtung maximaler Abmessung auf, wobei die maximale Abmessung dmax gemäß einer Ausführungsform ein Vielfaches der minimalen Abmessung dmin beträgt. Beispielsweise beträgt die maximale Abmessung dmax das F-fache der minimalen Abmessung dmin, dmax = F * dmin, wobei der Faktor F gemäß einer Ausführungsform zwischen 5 und 100 liegt, beispielsweise bei 40 (dmax = 40 * dmin). Beispielsweise kann die minimale Abmessung 3 mm und die maximale Abmessung 120 mm betragen. Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform der Spot ein im Wesentlichen rechteckiger oder elliptischer Spot mit der Abmessung dmin * dmax, d. h. beispielsweise mit einer Abmessung von 3 mm * 120 mm. Nachdem der Spot die Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist, bezeichnet die Spotgröße (beispielsweise eines „im wesentlichen rechteckigen“ Spots) Abmessungen (beispielsweise dmin, dmax) eines Rechtecks, welches um den Spot (bzw. um die Vielzahl von Intensitätsmaxima) umschreibbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist eine hierin angegebene Spotgröße die maximale Abmessung dmax des Spots.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche in der Richtung minimaler Abmessung. Dadurch wird durch eine kleinere minimale Abmessung bei gegebener Geschwindigkeit der Relativbewegung eine kürzere Beleuchtungsdauer der Oberfläche realisiert. Die Beleuchtungsdauer der Oberfläche mit der Ausgangsstrahlung beträgt gemäß einer Ausführungsform weniger als 40 ms, beispielsweise weniger als 10 ms. Insbesondere beträgt die Beleuchtungsdauer der Oberfläche mit der Ausgangsstrahlung weniger als 2 ms. Gemäß einer Ausführungsform ist die minimale Abmessung und die Geschwindigkeit der Relativbewegung angepasst, um die angegebenen Beleuchtungsdauer zu realisieren. Gemäß einer Ausführungsform liegt die Geschwindigkeit der Relativbewegung bei mindestens 100 mm/s, beispielsweise in einem Intervall zwischen 100 mm/s und 2 m/s, insbesondere in einem Intervall zwischen 300 mm/s und 1 m/s. Beispielsweise beträgt die Geschwindigkeit der Relativbewegung nominell 500 mm/s oder mehr. Gemäß einer Ausführungsform sind die Intensitätsmaxima periodisch angeordnet, beispielsweise periodisch in einer Reihe. Gemäß einer Ausführungsform hat jedes Intensitätsmaximum eine Form, die von einer Kreisform abweicht. Beispielsweise hat jedes Intensitätsmaximum der Vielzahl von Intensitätsmaxima eine lang gestreckte Form. Die Form eines Intensitätsmaximums ist hierbei wie üblich beispielsweise durch die Form einer Linie gleicher Intensität definiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element eingerichtet, um in Reflexion zu arbeiten. Mit anderen Worten ist das optische Element gemäß einer Ausführungsform ein reflektierendes optisches Element. Durch ein optisches Element, welches in Reflexion arbeitet, kann eine thermische Belastung des optischen Elements reduziert werden. Bei einem optischen Element, welches in Reflexion arbeitet, kann die Struktur, welche die Phasendifferenz erzeugt, gemäß einer Ausführungsform eine Oberflächenstruktur sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element einen Körper aus Metall oder aus einem Halbleitermaterial auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und/oder einem Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit gebildet, beispielsweise Kupfer oder Gold. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Körper aus einem korrosionsbeständigen Metall gebildet (d.h. einem Metall, welches resistent gegen Korrosion ist), beispielsweise aus einer geeigneten Metalllegierung oder aus einem Edelmetall. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Körper aus Silizium gebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper aus einem Einkristall gebildet. Auf diese Weise kann ein Einfluss von Korngrenzen auf die Eigenschaften des optischen Elements vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Körper mindestens teilweise mit einem Metall, insbesondere einem korrosionsbeständigen Metall beschichtet. Gemäß einer Ausführungsform ist das korrosionsbeständige Metall eine korrosionsbeständige Legierung oder ein Edelmetall, beispielsweise Gold. Durch das korrosionsbeständige Metall kann dauerhaft eine hohe Reflektivität des optischen Elements erzielt werden. Beispielsweise kann das optische Element einen Körper aus Silizium aufweisen, welches mit dem Metall (beispielsweise Gold) beschichtet ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Körper eine Dicke in einem Bereich zwischen 1 mm und 200 mm auf, beispielsweise zwischen 5 mm und 50 mm. Eine größere Dicke kann eine höhere Steifigkeit des Körpers und damit eine höhere Genauigkeit des optischen Elements erlauben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element (beispielsweise der Körper oder, falls eine Beschichtung auf dem Körper angeordnet ist, die Beschichtung) eine erste Fläche mit einem Querschnitt (beispielsweise einen Durchmesser) in einem Bereich zwischen 20 mm und 500 mm auf, beispielsweise einen Durchmesser zwischen 70 mm und 200 mm. Gemäß einer Ausführungsform ist der Querschnitt (z.B. der Durchmesser) definiert durch die größte Ausdehnung der ersten Fläche (beispielsweise einer Hauptfläche des optischen Elements).
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element auf der ersten Fläche strukturiert wobei gemäß einer weiteren Ausführungsform die strukturierte Fläche von einem nicht strukturierten Rand umgeben ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die strukturierte Fläche des optischen Elements gebildet sein durch Strukturieren des Körpers (beispielsweise durch Gravieren, Ätzen, etc.), wobei sich eine hierdurch erhaltene Struktur des Körpers gemäß einer Ausführungsform auf die Beschichtung überträgt und somit die Beschichtung (falls vorhanden) eine entsprechende Struktur (d. h. die strukturierte Fläche des optischen Elements) aufweist. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Breite des nicht strukturierten Randes zwischen 2 % und 20 % des Querschnitts der ersten Fläche. Gemäß einer Ausführungsform wird die strukturierte Fläche von der Laserstrahlung vollständig beleuchtet. Hierzu kann gemäß einer Ausführungsform die Laserstrahlung entsprechend aufgeweitet werden, beispielsweise unter Verwendung von einem Strahlaufweiter, beispielsweise in Form einer Linsengruppe oder in Form eines DOE.
Gemäß einer Ausführungsform weist Laserbearbeitungsvorrichtung einen Kühlmittel-Strömungsweg zum Kühlen der optischen Beugungsanordnung (insbesondere zum Kühlen des optischen Elements) auf, insbesondere einen Kühlmittel-Strömungsweg für ein flüssiges Kühlmittel. Beispielsweise kann das optische Element einen Hohlraum aufweisen, welcher mindestens einen Teil des Kühlmittel-Strömungsweges bildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Kühlmittel-Strömungsweg durch ein separates Bauteil gebildet sein, welches mit dem optischen Element wärmeübertragungsmäßig gekoppelt ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Kühlmittel-Strömungsweg an einer Rückseite des Körpers angeordnet, d. h. an einer zweiten Fläche (beispielsweise einer zweiten Hauptfläche) des Körpers, die der strukturierten ersten Fläche abgewandt angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die Ausgangsstrahlung einen Winkel zwischen 0 Grad und 50 Grad mit einer (mittleren) Flächennormalen der strukturierten (ersten) Fläche des Körpers, beispielsweise einen Winkel von 10 Grad.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die Laserstrahlung mit der Flächennormalen der strukturierten (ersten) Fläche des optischen Elements einen Winkel zwischen 1 Grad und 70 Grad, beispielsweise zwischen 45 Grad und 60 Grad.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt ein Winkel zwischen der Laserstrahlung (d. h. einer Eingangsstrahlung, welche auf die Beugungsanordnung trifft) und der Ausgangsstrahlung zwischen 20 Grad und 100 Grad, beispielsweise 50 Grad.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element (insbesondere das in Strahlungsrichtung letzte optische Element der optischen Beugungsanordnung) für eine konkrete Anordnung der optischen Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung und der Oberfläche gerechnet (insbesondere für eine konkrete Anordnung der Laserstrahlung, des optischen Elements und der Oberfläche relativ zueinander). Die Berechnung des optischen Elements für eine konkrete Anordnung der optischen Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung und der Oberfläche ist insbesondere vorteilhaft, wenn die optische Beugungsanordnung aus einem einzigen diffraktiven optischen (DOE) besteht.
Gemäß einer Ausführungsform hat die Laserstrahlung eine Beugungsmaßzahl M², die kleiner als 1,5 ist (M² < 1,5). Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Laserstrahlung eine Beugungsmaßzahl M² < 1,3 oder M² < 1,1. Je kleiner die Beugungsmaßzahl ist, desto exakter kann ein gewünschtes Intensitätsmuster realisiert werden, welches die Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Laserstrahlung die Laserstrahlung eines CO2 Lasers. Ein CO2-Laser hat den Vorteil, dass er mit hohen mittleren Leistungen verfügbar ist, was wiederum hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten ermöglicht. Beispielsweise beträgt eine mittlere Leistung der Laserstrahlung mindestens 500 Watt (W) Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die mittlere Leistung der Laserstrahlung mindestens 1 Kilowatt (kW) oder, gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform, mindestens 3 kW.
Eine hohe mittlere Leistung erfordert jedoch im Gegenzug eine geeignete Ausbildung der Laserbearbeitungsvorrichtung und seiner Teile, um einen zuverlässigen und stabilen Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung zu ermöglichen. Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände erlauben einen zuverlässigen und stabilen Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung bei einer hohen mittleren Leistung.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Laserquelle zum Erzeugen der Laserstrahlung auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer Laserquelle koppelbar ist.
Zusammenfassend umfasst die vorliegende Offenbarung insbesondere die folgenden Ausführungsformen und Kombinationen von Ausführungsformen:

1. Laserbearbeitungsvorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche, die Laserbearbeitungsvorrichtung aufweisend:
- eine optische Beugungsanordnung, welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, wobei die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist;
- eine Aktoranordnung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche, wobei jedes Intensitätsmaximum eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei die Beugungsanordnung mindestens ein optisches Element aufweist, insbesondere wobei das mindestens eine optische Element eingerichtet ist, um eine Phasendifferenz zwischen einer Vielzahl von Teilen der Ausgangsstrahlung zu erzeugen.
3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Ausführungsform 2, wobei das mindestens eine optische Element eingerichtet ist, um in Reflexion zu arbeiten.
4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Ausführungsform 2 oder 3, wobei das mindestens eine optische Element einen Körper aus Metall oder einem Halbleitermaterial aufweist.
5. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Ausführungsform 4, wobei der Körper mindestens teilweise mit einem Metall, insbesondere einem korrosionsbeständigen Metall wie beispielsweise einer korrosionsbeständigen Legierung oder einem Edelmetall, beschichtet ist.
6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das optische Element ein diffraktives optisches Element ist.
7. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Vielzahl Intensitätsmaxima mindestens 10 Intensitätsmaxima umfasst, insbesondere mindestens 50 Intensitätsmaxima oder mindestens 200 Intensitätsmaxima.
8. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner aufweisend:
- einen Strahlengang, welcher eingerichtet ist, um die Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche zu richten;
- wobei die Relativbewegung eine geradlinige Bewegung ist; und
- die Beugungsanordnung und/oder der Strahlengang eingerichtet sind, so dass jeweils zwei Furchen der Vielzahl von Furchen zwischen sich eine Rippe bilden.
9. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Laserstrahlung eine CO2-Laserstrahlung ist.
10. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei eine mittlere Leistung der Laserstrahlung mindestens 500 W, insbesondere mindestens 1 kW, beträgt.
11. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner aufweisend eine Laserquelle zum Erzeugen der Laserstrahlung.
12. Laserbearbeitungsvorrichtung nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner aufweisend einen Kühlmittel-Strömungsweg zum Kühlen der optischen Beugungsanordnung, insbesondere einen Kühlmittel-Strömungsweg für ein flüssiges Kühlmittel.
13. Verfahren zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche, das Verfahren aufweisend:
- Richten einer Laserstrahlung auf eine optische Beugungsanordnung zum Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, wobei die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist;
- Richten der Ausgangsstrahlung auf die Oberfläche; und
- Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche, wobei jedes Intensitätsmaximum eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
14. Verfahren nach Ausführungsform 13, wobei das Erzeugen der Ausgangsstrahlung eine Reflexion der Laserstrahlung an der optischen Beugungsanordnung umfasst.
15. Verfahren nach irgendeiner der Ausführungsformen 13 oder 14, wobei die Vielzahl von Intensitätsmaxima mindestens 10 Intensitätsmaxima umfasst.
16. Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 15 zur Herstellung einer Vielzahl von parallelen Rippen, insbesondere von Riblets, auf der Oberfläche.

Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände erlauben eine freie Geometrieauswahl der Furchen bzw. der Rippen zwischen den Furchen (innerhalb der Einheitszelle, also beispielsweise spitzere Spitzen der Rippen, flacherer Furchengrund). Im Gegensatz hierzu erlaubt die klassische Interferenzbearbeitung lediglich Rippen und Furchen, die zumindest teilweise sinusähnlich ausgebildet sind.
Ferner erlauben Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände insbesondere quer zur Bearbeitungsrichtung eine exaktere Begrenzung des Spots, welchen die Ausgangsstrahlung auf der Oberfläche erzeugt. Dies kann ein besseres Aneinanderreihen von Bearbeitungsspuren verschiedener Spots quer zur Bearbeitungsrichtung ermöglichen. Im Gegensatz hierzu ist bei klassischer Interferenz mit Gaußstrahlen eine Gaußförmige Einhüllende vorhanden. Diese Einhüllende kann gemäß einer Ausführungsform mit der Beugungsanordnung zu einer Rechtecksfunktion geformt (oder an eine Rechtecksfunktion angenähert) werden.
Durch die Erzeugung der Vielzahl von Intensitätsmaxima in der Ausgangsstrahlung durch eine optische Beugungsanordnung (gemäß einer Ausführungsform durch ein einziges optisches Element, insbesondere ein einziges diffraktives optisches Element) kann sich im Vergleich zu konventioneller Interferenzstrukturierung (welche insbesondere eine Strahlteilung und eine anschließende Zusammenführung der Teilstrahlen umfasst) eine erhebliche Vereinfachung ergeben, da gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände die Strahlformung (die Formung der der Einhüllenden des Spots) und Ausbildung der Intensitätsmaxima von weniger optischen Elementen (beispielsweise nur einem einzigen optischen Element) bewirkt wird.
Insbesondere basiert die Ausbildung der Vielzahl von Intensitätsmaxima gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände nicht auf der Erzeugung eines Gangunterschiedes durch einzelne, in einem definierten Abstand zueinander positionierte, optische Elemente - im Gegensatz zu konventioneller Interferenzstrukturierung. Dadurch ergibt sich in industrieller Umgebung eine höhere Stabilität, insbesondere da weniger optische Elemente, in einer definierten Position zueinander gehalten werden müssen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass in verschiedenen Figuren ähnliche oder identische Elemente oder Komponenten teilweise mit denselben Bezugszahlen versehen sind, oder mit Bezugszahlen, die sich nur in der ersten Ziffer unterscheiden. Merkmale bzw. Komponenten, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten in einer anderen Figur gleich oder zumindest funktionsgleich sind, werden nur bei ihrem ersten Auftreten in dem nachfolgenden Text detailliert beschrieben und die Beschreibung wird bei nachfolgendem Auftreten dieser Merkmale und Komponenten (bzw. der entsprechenden Bezugszahlen) nicht wiederholt. Die vorstehenden Definitionen gelten gemäß einer Ausführungsform für die nachfolgenden Ausführungsformen, und umgekehrt. Ferner sind die vorstehend beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen und Ausführungsformen kombinierbar.
1 zeigt schematisch eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine optische Beugungsanordnung 102 auf, welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung 104 und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung 106. Gemäß einer Ausführungsform bildet die Laserstrahlung 104 mit einer mittleren Flächennormalen der Beugungsanordnung 102 einen Winkel 103, der zwischen 1 Grad und 70 Grad liegt, beispielsweise einen Winkel von 30 oder 45 Grad. Gemäß einer Ausführungsform ist die Richtung der Flächennormalen gemittelt über eine aktive Fläche (beispielsweise eine strukturierte Fläche) der Beugungsanordnung 102, insbesondere (z.B. falls die Beugungsanordnung 102 mehr als eine aktive Fläche aufweist) über eine äußere aktive Fläche der Beugungsanordnung 102, die von der Laserstrahlung 104 beleuchtet wird. Infolgedessen wird die Flächennormale hierin auch als mittlere Flächennormale bezeichnet. Gemäß einer Ausführungsform bildet die Ausgangsstrahlung 106 mit der mittleren Flächennormalen einen Winkel 105, der zwischen 0 Grad und 70 Grad liegt, beispielsweise einen Winkel von 30 oder 45 Grad.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 weist ferner eine Aktoranordnung 108 auf zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung 106 und einer Oberfläche 110 eines Objektes 112. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktoranordnung 108 ortsfest angeordnet, angegeben bei 114. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Bearbeitungsbaugruppe 116 über einen Träger 118 mit der Aktoranordnung 108 gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktoranordnung 108 und/oder der Träger 118 von einem Roboterarm gebildet. Gemäß einer Ausführungsform kann die Aktoranordnung 108 und/oder der Träger 118 auf einer verfahrbaren Hebebühne zu Grobpositionierung stehen (in 1 nicht dargestellt). Dies kann insbesondere bei großen Objekten, beispielsweise Flugzeugteilen vorteilhaft sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Hebebühne mindestens einen Aktor zum Verfahren der Hebebühne aufweisen. Der mindestens eine Aktor zum Verfahren der Hebebühne kann gemäß einer Ausführungsform Teil der Aktoranordnung 108 sein. Die Mittels der Aktoranordnung 108 kann die Bearbeitungsbaugruppe 116 bezüglich des Objektes 112 bzw. der Oberfläche 110 des Objektes 112 bewegt werden, um die Ausgangsstrahlung 106 relativ zu der Oberfläche zu bewegen. Gemäß anderer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Objekt 112 mittels einer Aktoranordnung bewegbar angeordnet ist, zusätzlich oder alternativ zu Aktoranordnung 108.
Für die Einhaltung eines Abstandes zwischen der Beugungsanordnung 102 und der Oberfläche 110 in einem vorbestimmten Abstandsbereich und/oder für die Einhaltung einer Orientierung zwischen der Beugungsanordnung 102 und der Oberfläche 110 in einem vorbestimmten Orientierungsbereich (Schwenkbereich) kann eine Sensoranordnung 119 vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren auf, beispielsweise mindestens einen von einem Lagesensor, einem Abstandssensor, etc.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Objekt 112 beispielsweise ein Teil eines Flugzeugs, beispielsweise ein Flügel oder ein Rumpf des Flugzeugs. Gemäß anderer Ausführungsform kann das Objekt 112 beispielsweise ein Rotorblatt einer Windkraftanlage sein. Gemäß einer Ausführungsform ist das Objekt 112 ortsfest angeordnet (angegeben bei 114), beispielsweise an einem Träger (in 1 nicht dargestellt).
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserabgabevorrichtung 120 zum Abgeben der Laserstrahlung 104 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Laserquelle zum Erzeugen der Laserstrahlung in der Laserabgabevorrichtung 120 angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Laserquelle extern zu der Laserabgabevorrichtung 120 angeordnet. Insbesondere bei einer Ausführungsform, in welcher die Laserbearbeitungsvorrichtung 100, oder ein Teil der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 von der Aktoranordnung 108 bezüglich der Oberfläche 110 bewegt wird, beispielsweise wie in 1 dargestellt, kann die Anordnung der Laserquelle extern zu der Laserbearbeitungsvorrichtung (beispielsweise aus Gewichtsgründen) sinnvoll sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung ferner eine Kühlvorrichtung 124 auf, zum Versorgen der optischen Beugungsanordnung 102 bzw. eines Kühlmittel-Strömungsweges 126 mit einem Kühlmittel 128.
Ferner weist gemäß einer Ausführungsform die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Steuervorrichtung 122 auf zum Steuern von weiteren Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung, beispielsweise der Laserabgabevorrichtung 120, der Kühlvorrichtung 124 und/oder der Aktoranordnung 108. Die Steuerung der weiteren Komponenten durch die Steuervorrichtung 122 erfolgt gemäß einer Ausführungsform über eine signalübertragungsmäßige Kopplung 130 dieser weiteren Komponenten mit der Steuervorrichtung 122, beispielsweise wie in 1 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 122 mit der Sensoranordnung 119 signalübertragungsmäßig gekoppelt (angegeben bei 130). Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 122 eingerichtet, um eine oder mehrere Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 in Reaktion auf Sensorsignale 123 von der Sensoranordnung 119 zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerung von Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung (insbesondere die Steuerung der weiteren Komponenten und ferner insbesondere die Steuerung der Aktoranordnung) eingerichtet sein zum Halten des Abstandes zwischen der Beugungsanordnung 102 und der Oberfläche 110 in einem vorbestimmten Abstandsbereich und/oder Halten einer Orientierung zwischen der Beugungsanordnung 102 und der Oberfläche 110 in einem vorbestimmten Orientierungsbereich. Gemäß einer Ausführungsform ist die Laserabgabevorrichtung lediglich ein passives Element. In diesem Fall kann auf eine signalübertragungsmäßige Kopplung mit der Steuervorrichtung verzichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Bearbeitungsbaugruppe 116 eine oder mehrere der folgenden Komponenten: Die Laserabgabevorrichtung 120, die Steuervorrichtung 122, die Kühlvorrichtung 124, die optische Beugungsanordnung 102 und die Sensoranordnung 119. Beispielsweise umfasst die Bearbeitungsbaugruppe 116 alle diese Komponenten, beispielsweise wie in 1 schematisch durch die gestrichelte Linie bei 116 angedeutet.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima auf (in 1 nicht dargestellt), wobei ein Querschnitt 132 der Ausgangsstrahlung 106 und insbesondere ein Querschnitt der Gesamtheit der Vielzahl der Intensitätsmaxima kleiner ist als der Querschnitt 134 der Laserstrahlung 104, welche auf die optische Beugungsanordnung 102 fällt. Beispielsweise wirkt die optische Beugungsanordnung 102 gemäß einer Ausführungsform fokussierend und reduziert somit den Querschnitt der Laserstrahlung 104 von dem Querschnitt 134 der Laserstrahlung 104 an der Beugungsanordnung 102 auf den Querschnitt 132 der Ausgangsstrahlung 106 an der Oberfläche 110. Gemäß einer Ausführungsform wird der Querschnitt 132 auch als Spotgröße der Ausgangsstrahlung 106 bezeichnet. Gemäß einer Ausführungsform kommt es in der Ausgangsstrahlung 106 zu einer Interferenz und dadurch zu einer Ausbildung der Vielzahl von Intensitätsmaxima.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Beugungsanordnung 102 neben der Ausgangsstrahlung 106, welche die Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist, auch noch eine weitere für die Bearbeitung der Oberfläche 110 nicht verwendete Strahlung erzeugen kann. Die nicht verwendete Strahlung (in 1 nicht dargestellt) kann beispielsweise durch geeignete Blenden ausgeblendet werden, so dass diese nicht aus der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 bzw. der Bearbeitungsbaugruppe 116 austritt.
2 zeigt die Oberfläche 110 des Objektes 112 aus 1 gesehen von der Linie II-II in 1.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Ausgangsstrahlung 106 eine Vielzahl von Intensitätsmaxima auf, von denen in 2 einige mit 136 bezeichnet sind. Durch die Relativbewegung der Oberfläche und der Ausgangsstrahlung, 106 in 2 angegeben bei 138, erzeugen die Intensitätsmaxima 136 in der Oberfläche eine Vielzahl von parallelen Furchen, von denen in 2 einige mit 140 bezeichnet sind. Die angegebene Richtung 138 ist die Bewegungsrichtung der Ausgangsstrahlung 106 über die Oberfläche 110.
Gemäß einer Ausführungsform weicht die Form der Intensitätsmaxima von einer Kreisform ab. Insbesondere weisen gemäß einer Ausführungsform eine die Intensitätsmaxima entlang einer ersten Richtung 142, entlang welcher die Intensitätsmaxima gemäß einer Ausführungsform nebeneinander angeordnet sind, eine erste Ausdehnung 143 auf, die kleiner ist als eine zweite Ausdehnung 144 in einer zweiten Richtung 146, wobei die zweite Richtung 146 senkrecht zu der ersten Richtung 142 angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Relativbewegung 138 zwischen der Ausgangsstrahlung 106 und der Oberfläche 110 entlang der zweiten Richtung 146, beispielsweise wie in 2 dargestellt.
Die Vielzahl von Intensitätsmaxima bildet gemäß einer Ausführungsform einen Spot der Ausgangsstrahlung bzw. sind von einem Spot der Ausgangsstrahlung gebildet. Gemäß einer Ausführungsform weist der Spot eine minimale Ausdehnung in der zweiten Richtung 146 auf (d. h. in Längsrichtung der Furche 140) und weist senkrecht dazu (entlang der ersten Richtung 142) eine maximale Ausdehnung auf. Je größer die maximale Ausdehnung des Spots in der ersten Richtung (senkrecht zu der Längsrichtung der Furchen 140) ist, desto mehr Furchen können durch den Spot bei gegebener Furchenbreite erzeugt werden. Je mehr Furchen ein Spot erzeugt, desto höher kann eine Flächenbearbeitungsgeschwindigkeit der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 sein.
3 zeigt einen Teil der Vielzahl von Furchen 140 aus 2 in einer Querschnittsansicht, entlang der Linie III-III in 2.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Abmessungen und die Abstände der Furchen 140 derart ausgebildet, dass zwischen den Furchen 140 Rippen 150 verbleiben. Die Rippen 150 sind daher aus einem Material 148 gebildet, welches die Oberfläche 110 bildet und welches durch die Bestrahlung mit der Ausgangsstrahlung 106 im Bereich der Furchen 140 entfernt wurde. Gemäß einer Ausführungsform ist das Material 148 eine Beschichtung (beispielsweise ein Lack), welches auf einem Basisteil 152 des Objektes 112 angeordnet ist, beispielsweise wie in 3 dargestellt.
4 zeigt eine Laserbearbeitungsvorrichtung 200 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 eine Kühlvorrichtung 124 zum Kühlen der Beugungsanordnung 102 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung 124 extern zu der Bearbeitungsbaugruppe 116 angeordnet, beispielsweise wie in 4 dargestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung Kühlmittelleitungen 127 auf, durch welche Kühlmittel 128 zu der Beugungsanordnung 102 förderbar ist. Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 einen Wärmetauscher 160 (beispielsweise einen Kühlkörper) mit einem Kühlmittel-Strömungsweg 126 auf, welcher von dem Kühlmittel 128 durchströmt wird und in thermischem Kontakt mit der Beugungsanordnung 102 steht (beispielsweise wie in 4 dargestellt), um mit dem Kühlmittel 128 Wärme von der Beugungsanordnung 102 abzuführen. Gemäß einer Ausführungsform wird das erwärmte Kühlmittel 128 wieder der Kühlvorrichtung 124 zugeführt zum Abkühlen und erneuten Bereitstellen des Kühlmittels für die Beugungsanordnung.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 eine Laserquelle 162 auf, welche die Laserstrahlung 104 erzeugt und über einen geeigneten Lichtleitweg 164 an die Laserabgabevorrichtung 120 liefert, von welcher die Laserstrahlung 104 auf die Beugungsanordnung 102 abgegeben wird, beispielsweise wie in 4 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform weist der Lichtleitweg 164 einen Lichtleiter und/oder eine geeignete Spiegelanordnung auf zum Liefern der Laserstrahlung 104 an die Laserabgabevorrichtung 120. Beispielsweise bei hohen Leistungen der Laserstrahlung 104 und/oder hohen Anforderungen an die Erhaltung der Kohärenz der Strahlung kann eine Spiegelanordnung gegenüber einem Lichtleiter bevorzugt sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Laserquelle 162 extern zu der Bearbeitungsbaugruppe 116 angeordnet, beispielsweise wie in 4 dargestellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 eines oder mehrere weitere optische Elemente 166 auf, beispielsweise ein fokussierendes optisches Element 166, welches die Ausgangsstrahlung 106 auf eine Oberfläche (in 4 nicht dargestellt) fokussiert und/oder ein strahlweitendes optisches Element 167, welches die Laserstrahlung 104 auf den gewünschten Querschnitt 134 (siehe 1) aufweitet, beispielsweise an Positionen, wie sie in 4 gestrichelt dargestellt sind.
Das optische Element 166 in 4 ist ein Beispiel für ein optisches Element in einem Strahlengang 169 zwischen der Beugungsanordnung 102 und der Oberfläche, auf welcher die Furchen erzeugt werden. Beispielsweise kann das optische Element 166 dazu beitragen, dass der Strahlengang 169 eingerichtet ist, um die Ausgangsstrahlung 106 auf die Oberfläche zu richten.
Beispielsweise könnte das mindestens eine optische Element 166 (welches hierin auch als weiteres optisches Element bezeichnet wird) ein Spiegel eines Scanners sein, welcher die Ausgangsstrahlung über die Oberfläche bewegt. In diesem Fall würde die Aktoranordnung mindestens einen Aktor des Scanners umfassen. Gemäß einer anderen Ausführungsform erfolgt das Richten der Ausgangsstrahlung 106 auf die Oberfläche ausschließlich durch die Beugungsanordnung 102. Mit anderen Worten ist gemäß einer Ausführungsform der Strahlengang 169 frei von optischen Elementen, beispielsweise Spiegeln, Linsen, etc.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ferner eine Steuervorrichtung 122 auf, welche mit Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 signalübertragungsmäßig gekoppelt ist (exemplarisch in 4 für einige Komponenten angegeben bei 130).
Gemäß einer Ausführungsform weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 eine Aktoranordnung 108 und einen Träger 118 auf. Gemäß einer Ausführungsform bilden die Aktoranordnung 108 und der Träger 118 mindestens einen Teil eines Roboterarmes. Gemäß einer Ausführungsform werden Verbindungspfade zwischen externen Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 (beispielsweise der Kühlvorrichtung 124, der Laserquelle 162 und der Steuervorrichtung 122) und den bewegbaren Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung (beispielsweise der Laserabgabevorrichtung 120, der Beugungsanordnung 102 und optionalen weiteren optischen Elementen 166, 167, insbesondere den Komponenten der Bearbeitungsbaugruppe 116) an dem Träger 118 und/oder der Aktoranordnung 108 (beispielsweise an mindestens einem Teil des Roboterarmes) geführt, beispielsweise wie schematisch in 4 dargestellt.
Durch das Vorsehen von externen Komponenten, beispielsweise den externen Komponenten 122, 124, 162, kann eine bewegte Masse (d.h. die Masse, welche von der Aktoranordnung 108 bewegt werden muss) reduziert werden. Externe Komponenten sind gemäß einer Ausführungsform Komponenten, die extern bezüglich der Bearbeitungsbaugruppe 116 angeordnet sind. Externe Komponenten können beispielsweise an einer Basis eines Roboterarms oder auch an dem Roboterarm angeordnet (befestigt) sein, insbesondere an einem Teil des Roboterarms, welcher benachbart zu der Basis des Roboterarms angeordnet ist (beispielsweise an einem der „unteren“ Teile des Roboterarms).
Allgemein sollte hervorgehoben werden, dass während die hierin beschriebene Platzierung von einigen Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung für gewisse Anwendungen bevorzugt sein mag, im Rahmen dieser Offenbarung die Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung an beliebiger geeigneter Stelle platziert sein können. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform die Beugungsanordnung 102 entfernt von der Bearbeitungsbaugruppe 116 positioniert sein, beispielsweise an einem Roboterarm oder als externe Komponente.
5 zeigt eine Aufsicht auf eine Beugungsanordnung 102 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Beugungsanordnung 102 ein diffraktives optisches Element 168 auf (nachfolgend auch kurz als optisches Element bezeichnet). Gemäß einer Ausführungsform weist das diffraktive optische Element 168 eine erste Fläche 172 auf, welche einen unstrukturierten Teil 174 und einen strukturierten Teil 176 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der unstrukturierte Teil 174 um den strukturierten Teil 176, beispielsweise wie in 5 dargestellt (und bildet somit in einer Ausführungsform einen nicht-strukturierten Rand). Gemäß einer Ausführungsform hat das diffraktive optische Element neben der Erzeugung der Vielzahl von (relativen) Intensitätsmaxima auch eine strahlenoptische Funktion, beispielsweise mindestens eine von einer fokussierenden Funktion, einer strahlrichtenden Funktion, etc.
6 zeigt das optische Element 168 der Beugungsanordnung 102 aus 5 in einer Querschnittsansicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens der strukturierte Teil 176 der ersten Fläche 172 von einem Metall gebildet, beispielsweise einer Beschichtung 178. Gemäß einer Ausführungsform weist das optische Element 168 einen Körper 170 und die Beschichtung 178 auf dem Körper 170 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper 170 eine strukturierte Siliziumscheibe, wobei eine Oberflächenstruktur 180 des optischen Elements 168 gemäß einer Ausführungsform durch die Struktur der Siliziumscheibe definiert ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Oberflächenstruktur 180 in 6 lediglich beispielhaft und schematisch die strukturierte Fläche 176 des optischen Elements 168 und die hiervon abgewandte Fläche 182 veranschaulichen soll, nicht jedoch notwendigerweise eine reale Strukturierung eines optischen Elements 168 der Beugungsanordnung 102 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände darstellt. Gemäß einer Ausführungsform ist die abgewandte Fläche 182 durch eine ebene Fläche gebildet, beispielsweise durch eine ebene Fläche des Körpers 170, beispielsweise wie in 6 dargestellt. Die ebene abgewandte Fläche 182 kann den thermischen Kontakt zu einem Wärmetauscher, beispielsweise einem Kühlkörper verbessern. Der Abstand der strukturierten Fläche 176 und der abgewandten Fläche 182 definiert gemäß einer Ausführungsform die Dicke des optischen Elements 168. Gemäß einer Ausführungsform ist die Dicke des optischen Elements 168 über die strukturierte Fläche 176 gemittelt (gemittelte Dicke des optischen Elements). Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Schichtdicke der Beschichtung 178 weniger als 10 % der Dicke des Körpers 170. Somit definiert der Körper 170 gemäß einer Ausführungsform im Wesentlichen die Dicke des optischen Elements 168.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Fläche, welche die Oberflächenstruktur 180 bildet, gekrümmt sein oder kann, gemäß anderer Ausführungsform, eben sein. Mit anderen Worten kann eine Ausgangsfläche, vor der Erzeugung der Oberflächenstruktur 180, gekrümmt sein oder, gemäß anderer Ausführungsform, eben sein. Beispielsweise kann durch eine Krümmung der Ausgangsfläche eine strahlenoptische Funktion des optischen Elements 168 erzielbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die Beugungsanordnung 102 aus einem einzigen diffraktiven optischen Element 168, beispielsweise einem diffraktiven optischen Element, beispielsweise wie es mit Bezug auf die 5 und 6 dargestellt ist.
Es sollte angemerkt werden, dass hierin offenbarte Elemente (wie beispielsweise eine Steuervorrichtung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung, eine Laserabgabevorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Aktoranordnung, ein Objekt, etc. nicht auf die dezidierten Entitäten beschränkt sind, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben sind. Vielmehr können die hierin offenbarten Gegenstände auf verschiedene Weisen implementiert werden, während sie immer noch die offenbarte spezifische Funktionalität liefern.
Es wird darauf hingewiesen, dass jede hierin offenbarte Entität (beispielsweise Vorrichtung, Element, Merkmal und Verfahrensschritt) nicht auf eine dezidierte Entität beschränkt ist, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben ist. Vielmehr können die hierin beschriebenen Gegenstände auf verschiedene Weisen mit verschiedener Granularität auf Vorrichtungs-Niveau oder auf Verfahrens-Niveau bereitgestellt sein, während sie immer noch die angegebene Funktionalität liefern. Ferner sollte angemerkt werden, dass gemäß Ausführungsformen eine separate Entität für jede der hierin offenbarten Funktionen bereitgestellt sein kann. Gemäß anderer Ausführungsformen kann eine Entität konfiguriert sein, um zwei oder mehr Funktionen, wie sie hierin beschrieben sind, zu liefern. Gemäß nochmals anderen Ausführungsformen können zwei oder mehr Entitäten konfiguriert sein, um zusammen eine Funktion, wie sie hierin beschrieben ist, zu liefern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Implementierungen in den Zeichnungen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der hierin offenbarten Gegenstände darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offenbart anzusehen sind. Ferner sollte erwähnt werden, dass Begriffe wie „ein“ oder „eines“ eine Mehrzahl nicht ausschließen. Begriffe wie „enthaltend“ oder „aufweisend“ schließen weitere Merkmale oder Verfahrensschritte nicht aus. Die Begriffe „aufweisend“ oder „enthaltend“ umfassen jeweils die beiden Bedeutungen „unter anderem aufweisend“ und „bestehend aus“.
Ferner sollte angemerkt werden, dass, während die exemplarische Laserbearbeitungsvorrichtung und die exemplarische Oberfläche in den Zeichnungen eine bestimmte Kombination von mehreren Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände zeigt, jede andere Kombination von Ausführungsformen ebenso möglich und mit dieser Anmeldung als offenbart anzusehen ist.
Eine vorteilhafte Kombination von Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen in einer Oberfläche weist eine optische Beugungsanordnung auf, welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung, wobei die Ausgangsstrahlung eine Vielzahl von Intensitätsmaxima aufweist. Eine Aktoranordnung ist zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung und der Oberfläche bereitgestellt, wobei jedes Intensitätsmaximum eine Furche der Vielzahl von Furchen erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018/197555 A1 [0002, 0023, 0024]
EP 1591805 B1 [0028]
US 5073007 [0028]

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) zum Erzeugen einer Vielzahl von Furchen (140) in einer Oberfläche (110), die Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) aufweisend: eine optische Beugungsanordnung (102), welche eingerichtet ist zum Empfangen einer Laserstrahlung (104) und zum hierauf Erzeugen einer Ausgangsstrahlung (106), wobei die Ausgangsstrahlung (106) eine Vielzahl von Intensitätsmaxima (136) aufweist; eine Aktoranordnung (108) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Ausgangsstrahlung (106) und der Oberfläche (110), wobei jedes Intensitätsmaximum (136) eine Furche der Vielzahl von Furchen (140) erzeugt.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die Beugungsanordnung (102) mindestens ein optisches Element (168) aufweist, insbesondere wobei das mindestens eine optische Element (168) eingerichtet ist, um eine Phasendifferenz zwischen einer Vielzahl von Teilen der Ausgangsstrahlung (106) zu erzeugen.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine optische Element eingerichtet ist, um in Reflexion zu arbeiten.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das mindestens eine optische Element einen Körper (170) aus Metall oder einem Halbleitermaterial aufweist.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 4, wobei der Körper (170) mindestens teilweise mit einem Metall (178), insbesondere einem korrosionsbeständigen Metall wie beispielsweise einer korrosionsbeständigen Legierung oder einem Edelmetall, beschichtet ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element (168) ein diffraktives optisches Element ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl Intensitätsmaxima mindestens 10 Intensitätsmaxima (136) umfasst, insbesondere mindestens 50 Intensitätsmaxima (136) oder mindestens 200 Intensitätsmaxima (136).
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: einen Strahlengang (169), welcher eingerichtet ist, um die Ausgangsstrahlung (106) auf die Oberfläche (110) zu richten; wobei die Relativbewegung eine geradlinige Bewegung ist; und die Beugungsanordnung (102) und/oder der Strahlengang (169) eingerichtet sind, so dass jeweils zwei Furchen (140) der Vielzahl von Furchen (140) zwischen sich eine Rippe (150) bilden.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserstrahlung eine CO2-Laserstrahlung ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine mittlere Leistung der Laserstrahlung (104) mindestens 500 W, insbesondere mindestens 1kW, beträgt.
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Laserquelle zum Erzeugen der Laserstrahlung (104).
Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 200) nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Kühlmittel-Strömungsweg (126) zum Kühlen der optischen Beugungsanordnung (102) aufweist, insbesondere einen Kühlmittel-Strömungsweg für ein flüssiges Kühlmittel (128).