JP2011200935A - 回転対称ツールを製造するレーザ加工装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円形ブランク27を用い、例えば矩形の輪郭をしたパルス領域55を規定して、レーザビームを所定の軌跡Bに沿って移動することによってレーザアブレーションが行われ、ブランク材から材料が除かれ所定の形状とされる。ブランク27を支持するツールホルダとレーザビームインパルス24を送給するレーザヘッドとの相対運動は、数個の軸を有する位置決め装置によって制御される。
【選択図】図7
Description
本願は、2010年3月15日に出願された独国特許出願第10 2010 011 508.8−34号の優先権を主張する。
19 レーザヘッド
20 レーザ加工装置
21 パルスレーザ
22 パルスレーザビーム
23 方向転換装置
24 レーザビームインパルス
25 衝突位置
26 27の表面領域
27 ブランク
28 集束レンズ系
29 制御装置
30 位置決め装置
31 ベース部材
32 第1ガイドトラック
33 第1キャリッジ
34 第2ガイドトラック
35 第2キャリッジ
36 第1旋回装置
37 第1旋回軸
38 第2旋回装置
39 第2旋回軸
40 第3ガイドトラック
41 第3キャリッジ
42 41の上部
43 レーザビームダクト
43a 第1ダクト部分
43b 第2ダクト部分
43c 第3ダクト部分
44a 第1方向転換ミラー
44b 第2方向転換ミラー
45 プロセスガス供給部
46 プロセスガス吸引装置
47 収容領域
48 真空室
49 吸引ライン
50 真空ポンプ
51 入射位置
52 プロセスガスノズル
55 パルス領域
56 クレータ
57 通路部分
59 アブレーション層
60 切削エッジ
61 チップ溝
62 シャフト
62’ (自由表面)シャフト
63 作動領域
64 チップ溝端部
65 インパルスシリーズ
66 ビーム均一化装置
67 27の自由端部
68 59の終点
69 59の始点
70 外側
71 凹部
72 空間
73 チップガイド領域
75 チップガイドステップ
76 支持面
77 凹部
α 傾斜角
A 距離
B パルス通路
D 直径
dS 変位
E 終点
f インパルス周波数
F 平面
I 強度
L 27の長手方向軸
P プロセスガス流
R 放射方向
S 始点
V 相対運動方向
x 第1方向
y 第3方向
z 第2方向
Claims (20)
- ブランク(27)からツールを製造するレーザ加工装置であって、
レーザビームインパルス(24)を生成するレーザ(21)と、
前記ブランク(27)上の所定のパルス領域(55)内に互いに離れて配置された衝突位置(25)に、前記レーザ(21)の前記レーザビームインパルス(24)を向ける、方向転換装置(23)を含む、レーザヘッド(19)と、
前記ブランク(27)にチップ溝(61)及び切削エッジ(60)を生成するように、前記ブランク(27)と前記パルス領域(55)の相対運動をもたらす、位置決め装置(30)と、
を備える、レーザ加工装置。 - 前記位置決め装置(30)が、加工される円柱型ブランク(27)の長手方向軸(L)と一致する旋回軸(39)を有する、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記レーザビームインパルス(24)のビームを均一化するビーム均一化装置(66)を更に備える、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記位置決め装置(30)を制御し、前記レーザビームインパルス(24)を放射する前記レーザヘッド(19)の光軸(R)と前記ブランク(27)に形成される表面領域若しくはエッジ(60)との間における傾斜角(α)を決定すると共に、前記傾斜角(α)を適宜調整する、制御装置(29)を更に含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御装置(29)が更に、前記ブランク(27)の加工中に前記傾斜角(α)を変更するように、前記位置決め装置(30)を制御する、請求項4に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御装置(29)が更に、前記ブランク(27)の材料アブレーション中に前記レーザビームインパルス(24)の強度(I)を変更するように、前記レーザヘッド(19)を制御する、請求項4に記載のレーザ加工装置。
- 前記方向転換装置(23)が、更に、所定の順序で前記パルス領域(55)の前記衝突位置(25)に前記レーザビームインパルス(24)を向ける、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記方向転換装置(23)が、更に、所定のパルス通路(B)に沿って配置された所定の衝突位置(25)に前記レーザビームインパルス(24)を向ける、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ブランク(27)へ、前記パルス領域(55)に対して斜めに延びる方向に向けられた、プロセスガス流(P)を生成する、プロセスガス供給部(45)を更に含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記プロセスガス供給部(45)が、それぞれが、異なる方向からの前記プロセスガス流(P)の部分流を前記パルス領域(55)付近の加工領域に向ける、数個のプロセスガスノズル(52)を更に含む、請求項9に記載のレーザ加工装置。
- 前記レーザ(21)と前記レーザヘッド(19)との間に作動するように配置されて、前記レーザビームインパルス(24)を前記レーザヘッド(19)に向ける、レーザビームダクト(43)を更に含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- ブランク(27)から輪郭(60、61)を備えたツールを製造する方法であって、
前記ブランク(27)を用意するステップと、
レーザビームインパルス(24)を生成し、前記ブランク(27)上の所定のパルス領域(55)内における離間した所定の衝突位置(25)に前記レーザビームインパルス(24)を向けるステップと、
前記ブランク(27)にチップ溝(61)及び切削エッジ(60)を形成するように、前記ブランク(27)と前記パルス領域(55)の相対運動(V)を行うステップと、
を含む、方法。 - 前記ブランク(27)の材料を、前記パルス領域(55)によって決定されるような、数層のアブレーション層(59)の一層ずつアブレーションするステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ブランク(27)が円柱形をしており、製造される前記ツールが回転ツールである、請求項12に記載の方法。
- 前記ブランク(27)に少なくとも1つの前記チップ溝(61)を形成するステップと、次に前記ブランク(27)の外側(70)に少なくとも1つの前記切削エッジ(60)を形成する別のステップとを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記チップ溝(61)を形成する前記ステップの後、且つ、前記切削エッジ(60)を形成する前記ステップの前に、前記切削エッジ(60)の形成によって作られる空間(72)の付近に凹部(71)を形成する追加ステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 前記パルス領域(55)のサイズが、前記チップ溝(61)を形成する前記ステップ中に変更される、請求項13に記載の方法。
- 最大直径が2mm未満で回転対称であり、前記レーザビームインパルス(24)によって切除するようにして加工される、用意された前記ブランク(27)から、前記ツールが製造される、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの切削エッジ(60)を形成する前記ステップの後に、前記ツールの加工動作中におけるチップの粉砕を向上させる少なくとも1つのチップガイドステップ(75)を、チップガイド領域(73)に、前記少なくとも1つの切削エッジ(60)に沿って形成する追加ステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 前記ブランク(27)の元々の外面に、長手方向軸(L)を中心に前記切削エッジ(60)と同一半径上に又はそれよりわずかに下に位置する支持面(76)を維持すると共に、前記支持面(76)の半径方向外面に、前記ツールの動作中に冷却潤滑剤を収容することによって、摩擦力を減らし前記ツールの寿命を延ばすことのできる、数個の凹部(77)を形成する、追加ステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
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