DE4316843A1

DE4316843A1 - Verfahren zum Perforieren von räumlichen oder ebenen Bauteilen

Info

Publication number: DE4316843A1
Application number: DE4316843A
Authority: DE
Inventors: Peter Anderl; Ulrich Dr Schwab
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1994-11-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Perforieren von räumlichen oder ebenen Bauteilen, vorzugsweise Platten.

Die Schallabsorption von Oberflächen hängt von deren Struktur und konstruktiver Anordnung ab. Es besteht die Auffassung, daß beim Auftreffen von Luftschall auf Bau teile mit festen, harten Oberflächen nur wenig Schall energie absorbiert wird, die durch Lochung erhöht wer den kann, jedoch wegen der wesentlich schwierigeren Lochung nicht wirtschaftlich hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Perforieren von räumlichen oder ebenen Bauteilen zu schaffen, mit denen akustische Absorber aus harten, festen Werkstoffen wirtschaftlich hergestellt werden können.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 be rücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe er findungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren harte und feste Bauteile mit einem Energiestrahl wirtschaftlich perforiert wer den können und dadurch einen hohen Absorptionsgrad aufweisen. Die Bauteile aus Kunststoff, vorzugsweise aus der Gruppe der Polymethacrylate, wie Polymethyl methacrylat, oder Quarzglas, zeichnen sich durch eine optische Klarheit und eine große Alterungs- und Witte rungsbeständigkeit aus. So ergeben sich neben der Schwächung der Schallenergie künstlerische Formgebungs möglichkeiten. Die akustischen Absorber dienen somit gleichzeitig zur optischen Verzierung von Räumen.

Eine wirtschaftliche Bearbeitung der räumlichen oder ebenen, glasklaren Bauteile wird bevorzugt mit einem Laserstrahl und speziell mit einem CO₂-Laserstrahl durchgeführt. Vorstellbar ist allerdings auch die Per foration mit einem Elektronenstrahl.

Die ebenen Bauteile, vorzugsweise Platten aus Quarzglas oder Kunststoff, weisen eine Dicke zwischen 2 und 10 mm auf, in die Löcher mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 0,8 mm in beliebiger oder regelmäßiger Anordnung mit dem Energiestrahl eingebracht werden. Die Löcher sind als Sack- oder als Durchgangslöcher ausgebildet; die Lochgeometrie ist beliebig, aber vorzugsweise zylinder förmig. Ein hoher Absorptionsgrad des Luftschalls hat sich bei der Anordnung mit quadratischem Raster von beispielsweise 3,5 mm oder 6 mm Rasterabstand pro Lochung der Bauteile gezeigt. Die Hochgeschwindig keitsbearbeitung erfolgt entweder durch eine Bewegung des Laserstrahls zum Werkstück oder umgekehrt. Der Laserstrahl wird durch geeignete Mittel in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt und zu den für die Perforation vorgesehenen Bauteilstellen gelenkt, so daß mindestens zwei Löcher gleichzeitig entstehen. Ein während der Perforation auf die Bauteilstellen geblasenes Schutz gas, vorzugsweise Stickstoff, unterstützt die Bearbei tung und verhindert eine Oxidation. Die Bauteile sind während der Bearbeitung beidseitig mit einer adhäsiven Schutzfolie bezogen, was eine Trübung des Materials außerhalb der Bearbeitungsstellen verhindert. Mit dem Laserstrahl werden die Bauteile gleichzeitig entspre chend einer beliebig vorgegebenen Form geschnitten.

Beispiel

Eine 4 mm dicke, gegossene, glasklare Platte aus Polyme thylmethacrylat wurde mit dem Laserstrahl eines CO₂- Lasers mit einer Leistung von 400 Watt bei einer Fre quenz von 500 Hz und einem Tastverhältnis von 30% be aufschlagt. Die Optik des CO₂-Lasers wies eine Brenn weite von 127 mm auf. Es wurden zylinderförmige Löcher mit einem Durchmesser von 0,55 mm in einem Rasterab stand von 3,5 mm in ca. 0,7 Sekunden erzeugt.

Claims

1. Verfahren zum Perforieren von räumlichen oder ebenen Bauteilen, vorzugsweise Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile aus Kunststoff oder Quarzglas bestehen und mit einem Energiestrahl bearbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bauteile eine Dicke zwischen 2 und 10 mm aufweisen,
daß die Löcher einen Durchmesser zwischen 0,3 und 0,8 mm aufweisen und,
daß die Löcher in einem Rasterabstand von 1 mm bis 8 mm, vorzugsweise von 3,5 mm oder 6,0 mm, ange ordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus der Gruppe der Polymethacrylate, vorzugsweise Polymethylmethacrylat, ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrahl ein Laserstrahl, vorzugsweise ein CO₂-Laserstrahl, oder ein Elektronenstrahl ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile vor der Perforation mit einer adhäsiven Schutzfolie bezogen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrahl geteilt wird und die Teilstrahlen zu den für die Perforation vorgesehenen Bauteilstel len gelenkt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile mit dem Energiestrahl formgeschnitten werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation unter Anblasen der Bauteilstellen mit Stickstoff durchgeführt wird.

9. Verfahren zur Herstellung mikroperforierter Absorber aus Quarzglas oder Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung ein Energiestrahl von einem CO₂-Laser oder einer Elektronenstrahlvorrichtung verwendet wird.