ES2273034T3 - Metodo para alisar y pulir superficies mediante tratamiento de las mismas con una radiacion energetica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para alisar y pulir superficies mediante el proceso con radiación energética (3), especialmente radiación láser, en el cual la superficie a alisar (1) en una primera etapa de proceso se funde utilizando radiación energética (3) con primeros parámetros de proceso al menos una vez hasta una primera profundidad de fusión (10), que es mayor que una profundidad de estructura de las estructuras a alisar de la superficie a alisar y es <_ 100 mum; y en la primera etapa de proceso se utiliza radiación energética continua o radiación energética pulsada con una duración de pulso <_ 100 mus y la superficie (1) es fundida hasta una primera profundidad de fusión (10) de 5 a 100 µm; y en una segunda etapa de proceso mediante el uso de radiación energética (3) con segundos parámetros de proceso, después de la primera etapa de proceso mediante fusión y evaporación de los picos de las rugosidades (15), se nivelan las microrrugosidades que aún perduran en la superficie (1) hasta una segunda profundidad de fusión (14), que es menor que la primera profundidad de fusión (10).
Description
Método para alisar y pulir superficies mediante
tratamiento de las mismas con una radiación energética.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para alisar y pulir superficies mediante un proceso de
radiación energética, especialmente radiación láser, en el cual la
superficie a alisar en una primera etapa de proceso se funde
utilizando radiación energética con primeros parámetros de proceso,
al menos una vez hasta una primera profundidad de fusión que es
mayor que una profundidad estructural de las estructuras a alisar de
la superficie a alisar y que es \leq 100 \mum. El procedimiento
se puede utilizar por ejemplo para el proceso final de herramientas
y moldes en la construcción mecánica. En la mecánica moderna y
especialmente en la construcción de herramientas y moldes, las
superficies técnicas deben cumplir con elevadas exigencias de
calidad. Sin embargo, los procedimientos de fabricación, como por
ejemplo el fresado o erosionado, tienen una aplicación limitada por
el grado de rugosidad que puede lograrse en superficies. En caso de
requerirse superficies lisas, brillantes o bien pulidas, se debe
proceder luego a otras fases de fabricación, tales como esmerilado y
pulido.
La mecanización o proceso final de herramientas
y moldes en la actualidad se realiza preferentemente mediante pulido
manual. Se sustituye el trabajo manual mediante equipos de
accionamiento eléctrico o neumático con frecuencias operativas que
alcanzan incluso niveles de ultrasonido. Para poder llegar hasta la
última etapa de pulido, se debe cumplir con los procesos de trabajo,
esmerilado grosero, esmerilado fino y pulido con pastas de pulido
más finas en cada caso hasta llegar a la pasta de diamantes. Los
tiempos habituales de pulido son del orden de 30 min/cm^{2}.
Pueden alcanzarse rugosidades de Ra < 0,01 \mum.
Los procedimientos de pulido a máquina presentan
la desventaja de que los procedimientos conocidos no pueden
aplicarse en los casos de geometrías tridimensionales complejas de
las superficies a pulir o tan sólo brindan resultados
insuficientes.
Del documento DE 42 41 527 A1 se conoce un
procedimiento para el temple de piezas de máquinas a través del
calentamiento de superficies con un rayo láser, con el cual
simultáneamente puede lograrse un alisado de la superficie de la
pieza de la máquina. Las piezas componentes se encuentran
disponibles como piezas de fundición dura con estructura de
ledeburita o como piezas de acero con estructura de perlita. En el
procedimiento se calienta con el rayo láser una capa de la
superficie de las piezas componentes hasta casi alcanzar la
temperatura de fusión, de modo que en una capa del borde se produce
una difusión del carbono de las laminillas de cementita de la
ledeburita o bien de la perlita hacia las áreas blandas
interlaminares de ferrita. Esta difusión del carbono produce el
temple deseado de la superficie. Mediante un ajuste adecuado de los
parámetros del láser con densidades de energía en el rango de
10^{3}-10^{5} W/cm^{2} se logra adicionalmente
una marcada evaporación y fundición de una delgada capa superficial,
lo que simultáneamente llega a un microalisado de la superficie.
Para esta aplicación se requieren potencias de láser de
aproximadamente 4-12 kW.
Además se conoce del documento EP 0 819 036 B1
un procedimiento para el pulido de superficies con formas
tridimensionales mediante láser, en el cual en primer lugar se mide
el contorno de la pieza a trabajar y luego, de la forma nominal
predeterminada y la forma real medida se deducen la estrategia de
proceso y los parámetros de proceso. El alisado y pulido se concreta
mediante un proceso de levantamiento de virutas. Para el pulido por
láser se propone una baja intensidad del láser, dado que no es
deseable que se produzca una gran retirada de material. Pero en la
mencionada patente no se encuentran indicaciones adicionales de
estrategias o de parámetros de proceso para alcanzar un grado óptimo
de alisado. El núcleo del procedimiento propuesto más bien radica en
que mediante la exploración de la superficie utilizando un
dispositivo de medición de contornos 3D, se calculan y se aplican
parámetros de procesos adecuados sobre la base de esa diferencia y
se repiten esos pasos hasta haber alcanzado la forma real. Pero el
empleo requerido de un dispositivo de medición de contornos 3D es
complejo e implica costos muy elevados debido a la necesaria
exactitud de medición.
Del documento DE 197 06 833 A1 se conoce un
procedimiento para alisar y pulir superficies de acuerdo con el
concepto general de la reivindicación 1. En este procedimiento, la
superficie se funde brevemente con radiación láser pulsada con una
duración de pulso que oscila entre 10 ns y 10 \mus en una
profundidad de 2 a 3 \mum con cada pulso de láser. La nueva fusión
producida con cada pulso de láser se solidifica nuevamente hasta el
impacto del nuevo pulso láser. Pero el procedimiento sólo es
adecuado para el alisado de superficies con muy reducidas
rugosidades de superficie de Rz \leq 3 \mum.
En el documento DE 4320408 A1 se describe un
procedimiento para el control del proceso y la regulación durante el
proceso de superficies de piezas de trabajo con radiación láser
pulsada, en el cual los parámetros de proceso también se regulan
durante el proceso sobre la base de una comparación
nominal/real.
El objeto de la presente invención radica en
indicar un procedimiento para alisar y pulir superficies a través
del proceso con radiación energética, especialmente radiación láser,
que no requiere instrumentos caros de medición y mediante el cual
pueden pulirse de modo automatizado cualesquiera superficies
tridimensionales, especialmente superficies metálicas, de forma
rápida y a bajo costo.
El objeto perseguido se consigue mediante el
procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. Otras
conformaciones ventajosas del procedimiento son objeto de las
subreivindicaciones o pueden deducirse de la siguiente descripción y
los ejemplos de
realización.
realización.
En el presente procedimiento para alisar o bien
pulir superficies a través del proceso con radiación energética, por
ejemplo radiación láser o de electrones, la superficie a alisar en
una primera etapa de proceso se funde utilizando radiación
energética con primeros parámetros de proceso al menos una vez hasta
una primera profundidad de fusión, de aproximadamente 5 a 100
\mum, que es mayor que una profundidad de estructura de las
estructuras a alisar de la superficie a alisar, utilizándose
radiación energética continua o radiación energética pulsada con una
duración de pulso \geq 100 \mus.
A continuación, se realiza una segunda etapa de
proceso mediante el uso de radiación energética con segundos
parámetros de proceso, en la cual después de la primera etapa de
proceso mediante fusión y evaporación de los picos de las
rugosidades, se nivelan las microrrugosidades que aún perduran en la
superficie hasta una segunda profundidad de fusión que es menor que
la primera profundidad de fusión. El procedimiento radica por lo
tanto en un proceso de varias etapas que puede subdividirse en un
proceso basto y un proceso fino. En la primera etapa de proceso que
también en adelante se denomina proceso grueso, la superficie a
alisar se funde aplicando radiación energética con primeros
parámetros de proceso una o varias veces hasta una primera
profundidad de fusión en una capa del borde. En este proceso de
fusión se eliminan macrorrugosidades que por ejemplo pueden proceder
de un proceso de fresado o bien erosionado. A continuación y en una
segunda etapa de proceso, que en adelante también se denomina
proceso fino, aplicando radiación energética con segundos parámetros
de proceso después de la primera etapa de proceso se nivelan en la
superficie las microrrugosidades restantes. La segunda etapa de
proceso del proceso fino incluye por lo tanto un proceso combinado
de desgaste y fusión, en el cual el espesor de la capa de borde
fundida es menor que el espesor de la capa de borde fundida en la
primera etapa de proceso.
Con el procedimiento propuesto es posible pulir
de modo automatizado superficies tridimensionales cualesquiera de
piezas de trabajo de modo rápido y a bajo costo. No es necesario
realizar una medición del contorno de la superficie a pulir.
Mediante el proceso en varias etapas con primeros y segundos
parámetros de proceso diferentes se logra, además, un elevado grado
de brillo de la superficie pulida.
El procedimiento puede usarse especialmente para
alisar superficies metálicas tridimensionales. Así ya se utilizó por
ejemplo para alisar y pulir piezas de trabajo realizadas en los
aceros 1.2343, 1.2767 y 1.2311, así como de materiales de titanio.
Naturalmente, el presente procedimiento también puede utilizarse en
otros metales y no metales, por ejemplo en piezas de trabajo de
plástico. El operario aquí simplemente debe adaptar los parámetros
de proceso a los materiales a procesar, para poder lograr las
condiciones necesarias para la primera y la segunda etapa de
proceso. Los primeros parámetros de proceso se seleccionan en lo
posible de modo tal que no se produce desgaste de material o sólo un
desgaste muy reducido, dado que el alisado en esta primera etapa de
proceso sólo se produce mediante la fusión de la capa del borde
hasta la primera profundidad de fusión. Al alisar y pulir sustancias
plásticas es suficiente realizar sólo la primera etapa de proceso
para alcanzar excelentes resultados de alisado.
Debido al uso de radiación energética continua o
pulsada, especialmente radiación láser, con una larga duración de
pulso \geq 100 \mus se logra la fusión individual o múltiple de
la capa del borde hasta la primera profundidad de fusión. En
contraposición, en la segunda etapa de proceso preferentemente se
utiliza radiación pulsada con una duración de pulso de \leq 5
\mus, para generar las mayores intensidades necesarias para el
proceso combinado de fusión y desgaste. En esta segunda etapa de
proceso, la superficie preferentemente solamente se funde hasta una
segunda profundidad de fusión de como máximo 5 \mum, mientras la
primera profundidad de fusión mayor en la primera etapa de proceso
preferente se ubica en el rango que oscila entre 10 y 80 \mum.
Esta primera profundidad de fusión en la primera etapa de proceso
depende del tamaño de las macrorrugosidades que presenta la pieza de
trabajo a pulir. Cuanto mayores son las macrorrugosidades a pulir,
tanto mayor también debe seleccionarse la primera profundidad de
fusión a fin de lograr un nivelado suficiente de las
macrorrugosidades.
El alisado y pulido de las superficies con la
radiación energética aún debería realizarse bajo una pantalla de gas
de protección. Ello puede producirse mediante un proceso dentro de
una cámara de proceso con gas de protección o mediante el suministro
del gas de protección mediante una tobera hacia las áreas de
superficies que se procesan en ese momento. Como gases de protección
pueden usarse, por ejemplo, argón, helio o nitrógeno.
Se logran resultados óptimos de alisado en el
presente procedimiento, cuando la superficie de las piezas de
trabajo en la primera etapa de proceso es fundida varias veces
sucesivas, preferentemente con una profundidad de fusión que
disminuye en cada proceso de fusión. El proceso con radiación
energética se realiza allí, así como también en la segunda etapa de
proceso, de modo conocido a través del reticulado de la superficie
mediante un rayo energético. Este reticulado se realiza en vías
paralelas, donde las distintas vías fijadas en su ancho según el
diámetro del rayo energético deberían solaparse parcialmente. Al
realizar varias veces la fusión de la superficie, preferentemente se
gira el sentido del proceso entre los distintos procesos de fundido,
en un ángulo de, por ejemplo, 90º, de modo que las vías de los
procesos de fundido que se suceden, se extienden perpendiculares
entre sí.
El presente procedimiento se explica nuevamente
a continuación mediante un ejemplo de realización junto con los
dibujos, sin que ello constituya una limitación de la idea general
de la invención, en los que:
la figura 1 muestra esquemáticamente, el
reticulado de la superficie a alisar con un rayo láser;
la figura 2 muestra de modo muy esquemático, un
ejemplo para el perfil inicial de una superficie, así como el
resultado de diferentes conceptos de pulido;
la figura 3 muestra una comparación del perfil
de la superficie de una superficie fresada sin procesar con el
perfil de la superficie después de la primera etapa de proceso del
presente procedimiento;
la figura 4 muestra un ejemplo de la estrategia
de proceso al unir varios segmentos de proceso;
la figura 5 muestra un ejemplo de la estrategia
de proceso a fin de preservar los bordes de la superficie a
alisar;
la figura 6 muestra esquemáticamente un ejemplo
para las distintas profundidades de fusión de la primera y la
segunda etapas de proceso del presente procedimiento;
la figura 7 muestra una representación comparada
del perfil de superficie medido después de la primera y la segunda
etapas de proceso;
la figura 8 muestra una representación
fotográfica de una superficie antes del alisado, después de la
primera etapa de proceso, así como después de la segunda etapa de
proceso con el presente procedimiento; y
la figura 9 muestra un ejemplo para el alisado
de una superficie preservando las estructuras de orden superior
mediante el presente procedimiento.
En la figura 1 se muestra en forma muy
esquematizada el curso del proceso en el presente procedimiento
mediante el reticulado de la superficie (1) de la pieza de trabajo
(2) a procesar con un rayo láser (3). El rayo láser (3) es guiado
aquí en vías paralelas (6), preferentemente en forma de meandros,
por encima de una sección (4) de la superficie a tratar (1). El
ancho (5) (ancho de pista) de las distintas vías (6) está
predeterminado por el diámetro (7) del rayo láser en la superficie
(1). Este diámetro del rayo (7) naturalmente puede adaptarse para
lograr una intensidad o ancho de pista adecuados utilizando una
óptica preconectada. El rayo láser (3) es guiado aquí en una
dirección indicada por la flecha en una velocidad de escaneo
predeterminable sobre la superficie (1). Las vías (6) adyacentes se
superponen aquí al optar por un desplazamiento de pista (8), que es
menor al ancho de pista (7). Puede predeterminarse la longitud (9)
de las distintas vías (6), pero está limitado a causa del sistema de
exploración láser utilizado. Para el proceso de áreas mayores de
superficie deben ser procesadas por lo tanto sucesivamente varias de
las secciones (4) representadas. En la figura 1 también se
representó a modo de ejemplo una primera profundidad de fusión (10),
hasta la cual se realiza la fusión de la pieza de trabajo (2) en la
primera etapa de proceso del presente procedimiento. Además de corte
transversal circular del rayo, naturalmente también puede usarse
otro corte transversal del rayo (7a), por ejemplo en forma
rectangular o bien lineal, tal como se representó a modo de ejemplo
en la parte inferior de la figura.
En esta primera etapa de proceso se utiliza un
sistema láser continuo o pulsado con longitudes de pulso > 0,1
ms. Se produce la fusión de la capa del borde de la pieza de trabajo
(2) sólo hasta el punto que se alisan las rugosidades existentes en
la superficie (1). Esta primera profundidad de fusión (10) debe
adecuarse a la rugosidad inicial. Los valores típicos de la primera
profundidad de fusión (10) se ubican en el rango entre 10 y 100
\mum. Cuanto mayores son las irregularidades de la superficie
inicial (1), tanto más profunda debe efectuarse la fusión, a fin de
posibilitar la necesaria compensación de volumen. De ese modo, por
ejemplo, para superficies fresadas se requiere una mayor primera
profundidad de fusión que para superficies pulidas. Mediante el uso
de un rayo láser continuo o bien un rayo láser pulsado con
longitudes de pulso prolongadas, en este proceso grosero de la
primera etapa de proceso se evita una evaporación del material de la
superficie (1). De ese modo, el proceso de pulido puede efectuarse
con mucha menor energía que en las aplicaciones, en las cuales se
desgastan las macrorrugosidades. Además, en su mayor parte se evitan
recalentamientos locales en el baño de fusión que pueden producir un
desgaste de material y movimientos no deseados del baño de fusión y
con ello una mayor rugosidad de la superficie.
Como fuente de radiación se utiliza para esta
primera etapa de proceso del presente procedimiento preferentemente
un láser Nd:YAG, un láser de CO_{2}, un láser de diodos o una
fuente de radiación de electrones. La potencia de láser se ubica
aquí en el rango de 40-4000 W. La velocidad de
escaneo, con un diámetro del rayo de 100-1000
\mum, es de aproximadamente 30-300 mm/s, optándose
por un desplazamiento de pista que varía entre 10 y 400 \mum.
Preferentemente los tiempos de interacción con la superficie se
ubican entre 200 \mus y 10 ms. Al pasar varias veces sobre la
superficie (1) o bien sobre la sección (4) que se encuentra en
proceso, puede aún mejorarse el resultado del alisado en esta
primera etapa de proceso, al girar por ejemplo 90º la dirección del
proceso.
En la figura 2 se muestra a modo de ejemplo una
representación muy esquematizada de una sección de un perfil inicial
individualizado (figura 2a) de una superficie a procesar con
macrorrugosidades con una altura 11 de 10 \mum, así como un ancho
o bien una distancia 12 de 300 \mum (no está dibujado a escala).
Estas medidas responden a las dimensiones típicas de las rugosidades
iniciales de una superficie con una estructura de fresado.
En la figura 2c puede reconocerse el efecto de
la primera etapa de proceso del presente procedimiento, en el cual
se realiza la fusión de la superficie (antes: línea punteada;
después: línea continua) hasta una profundidad de fusión de
aproximadamente 10 \mum. Mediante la redistribución del material
en este proceso de fusión se logra una nivelación de las
macrorrugosidades.
En comparación con ello, la figura 2b muestra el
resultado durante el pulido al desgastar en forma plana la
superficie. En este ejemplo puede reconocerse claramente que las
macrorrugosidades no pueden eliminarse por completo mediante el
desgaste plano (20: áreas de material desgastadas).
En la figura 3 finalmente se muestran dos
perfiles de superficies medidos de una superficie a procesar o
procesada. En la figura 3a, el perfil medido representa una
superficie fresada, sin procesar, en la cual aún pueden apreciarse
las macrorrugosidades. Después de realizar la primera etapa de
proceso del presente procedimiento se logra un perfil de esta
superficie, tal como está representado en la figura 3b. En esta
figura puede reconocerse claramente el notorio alisado de las
macrorrugosidades después de la primera etapa de proceso.
En superficies de mayor tamaño a alisar es
necesario procesar sucesivamente con radiación láser varias de las
secciones (4) de la superficie (1) que se muestran en la figura 1.
Para que luego ya no puedan reconocerse en la posterior pieza de
trabajo los límites o bien los inicios de las secciones adyacentes
en cada caso, los parámetros de proceso se modifican de modo
continuo o bien gradual hacia el borde de estas secciones (4) de
modo tal, que disminuye la primera profundidad de fusión. En la
figura 4 se muestra en sección un ejemplo de dicho tipo de
estrategia de proceso. En esta sección, dos secciones (4) procesadas
limitan entre sí. En esta área de transición entre estas dos
secciones (4) se redujo en cada caso una profundidad de fusión (10)
de modo continuo, de modo que en esta área de transición no se
produce una modificación abrupta del alisado. La modificación de los
parámetros de proceso hacia el borde de las secciones (4) puede
lograrse al desenfocar el rayo láser, mediante la reducción de
potencia, por ejemplo mediante rampas de potencia, al aumentar la
velocidad de avance, por ejemplo mediante rampas de velocidad, al
variar la posición de las vías, así como mediante la variación de la
posición de los puntos iniciales, finales y de retorno.
Durante el pulido de moldes de fundición por
inyección es necesario que no se redondee el borde en el plano de
separación del molde, dado que esto produciría una formación no
deseada de protuberancias en las piezas de plástico fabricadas con
el molde. A fin de evitar el redondeo en bordes a preservar de la
superficie del molde, puede aplicarse al realizar el presente
procedimiento, una estrategia similar a la aplicada para la unión de
secciones procesadas. Allí los parámetros de proceso se modifican
hacia el borde de modo tal, que se reduce la primera profundidad de
fusión. No debe realizarse la fusión del borde mismo, dado que ello
siempre produce un redondeamiento. En la figura 5 se muestra al
respecto, en sección transversal, la modificación de la primera
profundidad de fusión (10) en un borde a preservar (13) de una pieza
de trabajo (2). A partir de esta figura puede verse que de las dos
secciones de la superficie (1), que limitan con el borde (13), la
primera profundidad de fusión (10) se reduce hacia el borde (13), de
modo que en el borde (13) mismo no se produce una fusión. Esta
reducción de la profundidad de fusión puede lograrse mediante una
reducción de la potencia de láser o bien por aumento de la velocidad
de avance hacia el borde (13).
Después del alisado de la superficie en la
primera etapa de proceso, se incremente aún más el grado de brillo
en una segunda etapa de proceso con un láser pulsado con longitudes
de pulso < 1 \mus. Allí mediante la determinación de una
segunda profundidad de fusión (14), que es menor a la primera
profundidad de fusión (10), se produce la fusión de una capa muy
delgada del borde < 5 \mum y se desgastan las puntas aún
existentes de microrrugosidades (15), mediante la evaporación del
material. Ello se representa en forma muy esquematizada en la figura
6, en la cual se representan la primera (10) y la segunda (14)
profundidades de fusión, así como las puntas de las
microrrugosidades (15) aún existentes después de la primera etapa de
proceso. En esta segunda etapa de proceso se logra una superficie
brillante.
En la figura 7 se muestra el perfil medido de
una superficie alisada con el presente procedimiento, en la que en
la parte de la izquierda de la figura se representa la rugosidad aún
persistente de la superficie después de la primera etapa de proceso
y en la parte de la derecha de la figura, el perfil de la superficie
después de la segunda etapa de proceso. En esta figura se puede
apreciar la notoria disminución de las microrrugosidades que aún
existen después de la primera etapa de proceso, en un rango de
\leq 0,1 \mum, debido a la reducción del espesor de la
línea.
El proceso también se realiza en la segunda
etapa de proceso mediante el reticulado de la superficie, por
ejemplo, en una vía en forma de meandros. Son parámetros típicos de
proceso para la segunda etapa de proceso, el uso de un láser Excimer
o un láser Nd:YAG con una potencia de láser de 5-200
W y una velocidad de escaneo de 300-3000 mm/s con un
diámetro del rayo de 50-500 \mum y un
desplazamiento de pista de 10-200 \mum.
En la figura 8 finalmente se muestra una
representación fotográfica de una superficie, en la cual pueden
apreciarse el área (16) después de un proceso de fresado, el área
(17) después de la primera etapa de proceso, así como el área (18)
después de la segunda etapa de proceso. En esta figura puede
apreciarse claramente la superficie brillante que se logró debido a
la segunda etapa de proceso en comparación con el alisado logrado en
la primera etapa de proceso o bien con la superficie sin alisar.
Mediante la selección adecuada de los parámetros
de proceso, las superficies también pueden pulirse de modo tal que
se preservan las estructuras de orden superior existentes en una
superficie, pero se eliminan las microrrugosidades existentes.
Mediante la selección de los parámetros de proceso, especialmente de
la primera profundidad de fusión, puede ajustarse qué estructuras de
la superficie serán alisadas y cuáles se preservan. De ese modo, por
ejemplo, es posible pulir con brillo máximo una superficie
erosionada manteniendo la estructura de erosión y de ese modo
producir superficies con huellas para moldes de fundición por
inyección, tal como se muestra por ejemplo en la figura 9. En la
figura se muestra en la parte superior una superficie erosionada sin
pulir con las correspondientes estructuras de orden superior (19) y
microrrugosidades (15). En la parte inferior de la figura se
representa la misma superficie erosionada después del alisado
conforme el presente procedimiento. En este caso puede reconocerse
claramente que se han eliminado por completo las microrrugosidades,
pero aún se preservaron las estructuras de orden superior (19). Si
se varían los parámetros durante el proceso, pueden producirse
estructuras con diferente grado de lisura y con ellos también
diferentes grados de grises, por ejemplo para producir rotulaciones
en la
superficie.
superficie.
- (1)
- superficie
- (2)
- pieza a trabajar
- (3)
- rayo láser
- (4)
- sección de la superficie o área de proceso
- (5)
- ancho de pista
- (6)
- vías
- (7)
- diámetro del rayo
- (7a)
- corte transversal del rayo
- (8)
- desplazamiento de pista
- (9)
- longitud de vía
- (10)
- primera profundidad de fusión
- (11)
- altura de las macrorrugosidades
- (12)
- ancho o bien distancia de las macrorrugosidades
- (13)
- borde
- (14)
- segunda profundidad de fusión
- (15)
- microrrugosidades
- (16)
- área sin tratar
- (17)
- área procesada después de la primera etapa de proceso
- (18)
- área procesada después de la segunda etapa de proceso
- (19)
- estructura de orden superior
- (20)
- material eliminado
Claims (15)
1. Procedimiento para alisar y pulir
superficies mediante el proceso con radiación energética (3),
especialmente radiación láser, en el cual la superficie a alisar (1)
en una primera etapa de proceso se funde utilizando radiación
energética (3) con primeros parámetros de proceso al menos una vez
hasta una primera profundidad de fusión (10), que es mayor que una
profundidad de estructura de las estructuras a alisar de la
superficie a alisar y es \leq 100 \mum; y en la primera etapa de
proceso se utiliza radiación energética continua o radiación
energética pulsada con una duración de pulso \geq 100 \mus y la
superficie (1) es fundida hasta una primera profundidad de fusión
(10) de 5 a 100 \mum; y en una segunda etapa de proceso mediante
el uso de radiación energética (3) con segundos parámetros de
proceso, después de la primera etapa de proceso mediante fusión y
evaporación de los picos de las rugosidades (15), se nivelan las
microrrugosidades que aún perduran en la superficie (1) hasta una
segunda profundidad de fusión (14), que es menor que la primera
profundidad de fusión (10).
2. Procedimiento, según la reivindicación
1, caracterizado porque los primeros parámetros de proceso se
seleccionan de modo tal que no se produce desgaste de material.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque en la segunda etapa de proceso se
utiliza una radiación láser pulsada con una duración de pulso de
\leq 1 \mus.
4. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la fusión de la
superficie (1) se produce en la primera etapa de proceso hasta una
primera profundidad de fusión (10) de aproximadamente 10 a 80
\mum.
5. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se produce la
fusión de la superficie (1) en la segunda etapa de proceso hasta una
segunda profundidad de fusión (14) de como máximo 5 \mum.
6. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie
(1) en la primera etapa de proceso es fundida varias veces
sucesivas.
7. Procedimiento, según la reivindicación
6, caracterizado porque la primera profundidad de fusión se
fija en un valor menor en cada nuevo proceso de fusión respecto del
proceso de fusión anterior en cada caso.
8. Procedimiento, según la reivindicación 6
ó 7, caracterizado porque la radiación energética (3) es
guiada en vías paralelas (6) sobre la superficie (1), realizándose
procesos de fusión sucesivos de una sección (4) de la superficie (1)
en cada caso con vías (6) giradas en un ángulo.
9. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el proceso en la
primera etapa de proceso se produce sucesivamente en varias
secciones (4) dispuestas adyacentes de la superficie (1), donde en
cada caso hacia el borde de las secciones (4) se modifica el
parámetro de proceso de modo continuo o en etapas, de modo tal que
la primera profundidad de fusión (10) se reduce hacia el borde de
las secciones (4).
10. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los primeros
parámetros de proceso en la primera etapa de proceso a fin de
preservar los bordes (13) en la superficie (1) se modifican de modo
continuo o en etapas de modo tal, que la primera profundidad de
fusión (10) se reduce hacia los bordes (13).
11. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la radiación
láser (3) se guía por la superficie (1) en una o varias vías (6) en
forma de meandros.
12. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la superficie
(1) durante la primera y la segunda etapas de proceso se carga con
gas de protección.
13. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el proceso se
produce con un corte transversal con forma lineal o rectangular del
rayo de radiación energética (3).
14. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la superficie a
alisar (1) se precalienta previamente a la fusión.
15. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los primeros
parámetros de proceso se seleccionan de modo tal que en la
superficie a alisar (1) se preservan estructuras de orden superior
existentes durante la fusión.
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