JP2022554056A - 被加工物をレーザ加工するための機械加工装置、被加工物をレーザ加工するための方法 - Google Patents

Abstract

被加工物をレーザ加工するための、特にレーザ切削加工するための機械加工装置が提供され、被加工物を荒加工するため、特に被加工物に切削エッジを有する切削を作成するための機械加工レーザビームを生成するデバイスと、機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するためのデバイスを有し、ここで被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲は、切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲よりも大きい時間積分した照射エネルギーを有する。更に被加工物をレーザ加工する方法が提供される。

Description

本発明は、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置の使用、及び被加工物をレーザ加工するための方法に関する。

レーザ加工装置は、被加工物のレーザ加工、特にレーザ切削加工などのレーザ照射による材料の熱分離の方法で使用される。多くの場合、レーザ加工ヘッドを使用して、機械加工レーザビームを被加工物、例えば加工されるシートにガイドする。被加工物を加工する際の主な要件は、加工された被加工物の品質を向上させることである。レーザ切削加工は通常、活性又は不活性であり得る補助ガス又は切削加工ガスを使用する。

例えば、フラットベッド切削加工システムでは、被加工物はレーザビームと、切削加工ガスとして機能するガス噴射で処理される。このように、機械加工ヘッドは切削加工ヘッドとして構成され、２つのビームを被加工物に最適な方法で向ける。

酸素などの活性切削加工ガスを用いてレーザ切削加工する場合、例えば、被加工物の金属材料は、燃焼され気化される前に、レーザビームによって発火温度に加熱される。酸素と被加工物の材料との反応により、切削加工プロセスをサポートする追加の熱が発生する。粘度の低い融液材は、切削エッジから、又は切削加工ギャップから、ガスの剪断力によって除去され得る。窒素又はアルゴンなどの不活性ガスを用いて切削加工する場合、被加工物の材料はレーザ出力によって溶融されるのみであり、切削加工ギャップからガス流の運動エネルギーによって吹き飛ばされ得る。

被加工物の生成された表面の望ましくない構造は、被加工物のレーザ加工中に発生する場合がある。例えば、望ましくない表面不規則性は、レーザ切削加工中に切削加工ギャップ及び／又は切削エッジに生成される場合がある。これらは、荒加工、例えばレーザビームを用いた切削加工中の高エネルギー入力に起因する場合がある。表面不規則性の１つの種類は、レーザビームとガス流のために周期的に変化する材料の溶融に起因する可能性があり、その結果、表面の望ましくない不規則なプロファイル、つまりいわゆる溝が生じる。別の種類の表面不規則性は、溶融膜が、表面が覆う切削加工ギャップの少なくとも数ミリメートルの深さに、例えば、切削加工によって以前に作成された表面凸凹によって形成される場合がある、という事実から生じる。加えて、望ましくない形状又は鋭いエッジの付いた切削エッジが、レーザ切削加工中に発生する場合がある。これらは、被加工物の更なる処理中に対応するのが困難であるのみでなく、塗装中のエッジアライメントにつながり、被加工物の耐食性を損なう場合もある。同じことが別のレーザ加工プロセスにも当てはまる。したがって、機械加工された被加工物の表面仕上げ、特にレーザビームを用いて機械加工された被加工物の触覚及び機械加工性、ならびに可視部品の視覚的外観に好ましい影響を与える方法及び装置が必要である。

中国特許出願公開第１０６２７１０４６号 中国特許出願公開第１０８６２０７４６号 独国特許出願公開第１０２００８０３７０４２号 米国特許出願公開第２０１７／２９３０８４号 欧州特許出願公開第０８８２５４０号

本発明の目的は、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置及び方法を提供することであり、それは被加工物の良好な表面仕上げを容易にする。

これは、請求項１に記載の被加工物をレーザ加工するための機械加工装置、請求項７に記載の機械加工装置の使用、及び請求項８に記載の被加工物をレーザ加工する方法によって達成される。

本発明の１つの実施形態では、被加工物をレーザ加工するための、特にレーザ切削加工のための機械加工装置が提供され、それは、被加工物を荒加工するため、特に被加工物に切削エッジを備える切削を作成するための機械加工レーザビームを生成するデバイスを有し、かつ機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するためのデバイスを有し、ここで被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲は、切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲よりも大きい時間積分した照射エネルギーを有している。

機械加工装置は、機械加工レーザビームの異なるエネルギー強度範囲の標的使用を、異なる目的、特に荒加工及び微細加工のために可能にする。異なるエネルギー強度範囲は、それぞれの用途のために機械加工レーザビームを分割するデバイスによって適合され得る。荒加工の間、被加工物は第１のエネルギー強度範囲を用いて機械加工され得る。切削エッジを少なくとも部分的に微細加工する場合、被加工物は第２のエネルギー強度範囲で機械加工され得る。第１のエネルギー強度範囲は、このように、第２のエネルギー強度範囲よりも高い時間積分した照射エネルギーを備える。したがって、第１のエネルギー強度範囲を用いた荒加工の間に生成された切削エッジは、第２のエネルギー強度範囲で、このように、荒加工中よりも低い時間積分した照射エネルギーで処理され得る。例えば、低い時間積分した照射エネルギーを含み、それによって荒加工には使用されない機械加工レーザビームの領域、例えば機械加工レーザビームのエッジ領域は、微細加工に使用される。その結果、切削エッジの表面構造は精錬され、処理される。例えば、荒加工の間に生成された切削エッジは、微細加工中に少なくとも部分的に丸くされ、及び／又は面取りされ得る。更に、切削エッジの鋭いエッジの付いた突起又はコーナは平滑にされ得る。これにより、生成された表面の精錬がもたらされる。生成された表面の、特に切削エッジの追加の後処理は省略され得る。したがって、実施形態の機械加工装置は、被加工物を機械加工するときの効率の顕著な向上及びコスト削減を可能にする。更に、仕上げられた被加工物は、更なる処理中に扱い易くなる。特に、エッジアライメントは塗装時に回避され得る。更に、生成された表面の精錬は、被加工物の耐食性を促進し得る。レーザビームを用いて機械加工された被加工物の触覚、機械加工性、品質、及び視覚的外観は、これによって最適化される。

微細加工は、荒加工と同時に実行されるのが好ましい。微細加工は、したがって、時間を無駄にすることなく実行され得る。これは、同時微細加工が、荒加工が実行されているのと同じ時間において機械加工された切削エッジの切削品質を向上させ得ることを意味する。従来技術では、この切削加工品質は、荒加工後の切削エッジの時間がかかる再加工によってのみ可能であった。

機械加工レーザビームを生成するためのデバイスは、複数のレーザ源モジュールを有する機械加工レーザ源を有し得て、レーザ源モジュールは、機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲を生成するための、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュール及び少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールを有する。機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、レーザビームトランスポートファイバを有し得て、それは第１のファイバ領域、特にファイバコアと、少なくとも１つの更なるファイバ領域、特にファイバジャケットリングの形態とを有する。少なくとも１つの第１のレーザ源モジュールは、機械加工レーザビームの第１のエネルギー強度範囲を生成するように設計され得て、レーザビームトランスポートファイバの第１のファイバ領域にレーザ光伝導様式で結合され得る。少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールは、機械加工レーザビームの第２のエネルギー強度範囲の１つを生成するように設計され得て、レーザ光伝導様式でそれに割り当てられた更なるファイバ領域のそれぞれに結合され得る。このように、機械加工レーザ源のモジュールによって、異なるエネルギー強度と異なる時間積分した照射エネルギーを有する機械加工レーザビームのいくつかの領域が生成され得て、それらは、標的化された方法で、被加工物の機械加工領域、例えば切削エッジに、それぞれ割り当てられたファイバ領域によって向けられる。特に、機械加工レーザビームの異なるエネルギー強度範囲は、被加工物に同時にガイドされ得る。第１のファイバ領域は、荒加工に使用される、レーザビームの第１のエネルギー強度範囲を、被加工物上にガイドし得る。少なくとも１つの更なるファイバ領域は、レーザビームの１つ又は複数の更なるエネルギー強度範囲を被加工物上にガイドでき、これは荒加工用よりも時間積分した照射エネルギーが少なく、微細加工用に使用される。更に、機械加工レーザ源及び／又はファイバ領域のモジュールは、可変及び／又は標的化された方法で設計され、及び／又は使用され得る。このように、荒加工と微細加工は、柔軟に、必要に応じて実行され得る。これは、例えば、ファイバ領域の配置、数、及び／又は幅、モジュールで生成される光の波長／周波数の適切な選択によって、及び／又は、それぞれのモジュール及び／又はファイバ領域におけるエネルギーの独立した制御によって可能である。

切削エッジの微細加工は、例えば切削エッジの縁領域では、同時機械加工が切削形状のために不可能又は効率的でない場合、荒加工（又は切削加工）よりも後に行うこともできる。

機械加工装置では、機械加工レーザビームを生成するためのデバイスは、機械加工レーザ源と、任意選択でレーザビームトランスポートファイバを含み得て、機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、機械加工レーザビームのビームを整形するための光素子を有し得る。この実施形態では、異なる時間積分した照射エネルギーを有する機械加工レーザビームの複数のエネルギー強度範囲は、ビーム整形によって生成され得て、これは標的化された方法で被加工物の機械加工領域に向けられる。例えば、機械加工レーザビームは、その伝播方向に少なくとも垂直な所望の強度分布及び／又は空間構造を有して生成され得て、荒加工及び／又は微細加工に適するように設計される。

ビーム整形用の要素は、例えば、静的及び／又は動的ビーム整形をもたらす光素子であり得る。静的ビームフォーマ、例えばビーム整形レンズは、静的ビーム整形用に設けられ得る。静的及び／又は動的ビーム整形の場合、例えば、１つ以上のアクチュエータを用いて調整可能である１つ又は複数の傾斜ミラー（例えば、チップ／チルトピエゾスキャナ又はガルバノメータスキャナ用）が使用され得る。アクチュエータで変形可能な表面、例えば、適応型又は変形可能なミラーも、レーザビームのビーム整形に使用され得る。このようなミラーの表面積が互いに独立して、例えば１００Ｈｚを超える周波数ですばやく調整され得る場合は、動的ビーム整形はこのようなミラーを使用して実行され得る。動的ビーム整形は、特に、高周波ビーム整形として、例えば、焦点振動として実行され得る。代替的又は追加的に、ビーム整形要素を使用して、機械加工装置の光学系の焦点距離を変更し、及び／又は機械加工レーザビームの焦点位置を調整し得る。

実施形態の機械加工装置では、第１のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームのコア領域であり得る。代替的又は追加的に、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域であり得る。更に、第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置され得る。これらの手段により、例えば、レーザビームのコア領域を使用した被加工物の荒加工と、少なくとも１つのエッジ領域を使用した同時微細加工が可能である。

機械加工装置の実施形態では、機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、エネルギー強度範囲のうちの少なくとも２つを互いに独立して調整又は選択するように設計され得る。このようにして、被加工物の荒加工及び／又は微細加工は、非常に可変であるように設計され得る。

更に、機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲の時間積分した照射エネルギーを、第１のエネルギー強度範囲からの距離が増加するのに伴い、調整又は選択するように設計され得る。レーザビームの少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、例えば、コア領域と同心であるレーザビームの１つ以上のエッジ領域であり得る。機械加工レーザビームにおける時間積分した照射エネルギーの分布は、したがって、その伝播方向に対して、特に被加工物の微細加工のために垂直に調整され得る。

実施形態では、機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、機械加工レーザ源又はレーザ源モジュールの１つ又は複数のパワー、機械加工レーザビームの強度分布、特に機械加工レーザビームの伝播方向に垂直な強度分布、機械加工レーザビームの１つ又は複数の周波数及び／又は機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲の少なくとも１つ、機械加工レーザビームの空間構造、特に機械加工レーザビームの幅及び／又は直径、第１のエネルギー強度範囲及び／又は少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲の空間構造及び／又は配置、機械加工レーザビームの送り速度、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点直径、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点位置、ならびに、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の集束、から少なくとも１つの要素を調整又は選択するように設計され得る。機械加工レーザビームを分割するためのデバイスのこれらの変更はそれぞれ、被加工物の荒加工及び／又は微細加工の非常に可変的な設計を促進する。例えば、被加工物の材料に入力されるエネルギーは、被加工物に対する機械加工レーザビームの相対速度によって制御され得る。これは、機械加工レーザビームの制御された動きによって、例えば高周波ビーム振動によって達成され得る。

実施形態では、機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、切削エッジの形状を、特に切削エッジを丸くする、及び／又は面取りするために修正するように設計され得る。このようにして、レーザビームを用いて機械加工された被加工物及びそれによって生成された切削エッジの所望の触覚、更なる機械加工性、品質及び光学的外観が取得され得る。

実施形態の機械加工装置では、機械加工ガス、特に切削加工ガスを被加工物上にガイドするためのデバイスが提供され得る。代替的又は追加的に、機械加工ガスを被加工物上にガイドするためのデバイスが提供され得て、それは機械加工ガス用のノズル形状の出口開口部を有し、これは、直径が０．５～３０ｍｍ、好ましくは０．７～１ｍｍであり、被加工物から、特に切削エッジへの距離を、０～３ｍｍ、好ましくは０．１～０．３ｍｍで調整可能である。

機械加工ガスを被加工物にガイドするためのデバイスの適切な選択及び制御により、溶融材料は、荒加工中のみでなく微細加工中にも切削エッジから標的化された方法でガス流によって移動又は除去され得て、したがって切削エッジの形状を最適化する。機械加工ガスをガイドするための、ノズル形状の出口開口部と直径と上記被加工物からの距離を備えたデバイスを使用して、荒加工と微細加工を同時に行い得る。この実施形態は、圧力クッションが、機械加工ガス又は切削加工ガスを用いた被加工物上の同時荒加工及び微細加工中に生成されることを可能にし、圧力パッドは、溶融材料を被加工物の荒加工中及び微細加工中の両方で適切に移動又は変位する。荒加工に使用される機械加工ガス、例えば切削加工ガスは、微細加工にも使用され得る。

本発明は更に、被加工物の切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための、先行する実施形態のいずれか１つによる機械加工装置の使用に関する。

更に、本発明は、被加工物をレーザ加工するための、特に先行する実施形態のうちのいずれか１つによる機械加工装置を用いて、特にレーザ切削加工するための方法に関し、機械加工レーザビームを、被加工物を荒加工するために、特に被加工物に切削エッジを備える切削を作成するために生成することと、機械加工レーザビームの少なくとも２つのエネルギー強度範囲を、特に機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するために生成し、ここで被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲は、切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲よりも大きな時間積分した照射エネルギーを有することと、被加工物を機械加工レーザビームで照射し、被加工物を第１のエネルギー強度範囲で荒加工し、被加工物の切削エッジを少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲で少なくとも部分的に微細加工することと、を含む。

実施形態の方法では、微細加工は、好ましくは、荒加工と同時に実行される。これにより、例えば、レーザビームのコア領域の高い時間積分した照射エネルギーを用いた被加工物の荒加工と、レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域の低い時間積分した照射エネルギーを用いた切削エッジの同時微細加工が可能になる。

既に述べたように、切削エッジの微細加工は、例えば、切削エッジの縁領域では、同時機械加工が切削形状のために不可能又は効率的でない場合に荒加工（又は切削加工）よりも後に行うこともできる。例えば、微細加工は、再加工中、すなわち荒加工後に、被加工物の下側で実行することもできる。

方法の更なる実施形態によると、機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲は、複数のレーザ源モジュールを用いて生成され得て、ここで第１のエネルギー強度範囲は、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュールで生成され、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールで生成され、そして機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲は、第１のファイバ領域、特にファイバコアと、少なくとも１つの更なるファイバ領域、特に少なくとも１つのファイバジャケットリングと、を備えたレーザビームトランスポートファイバに結合される。したがって、機械加工レーザビームの第１のエネルギー強度範囲は、第１のファイバ領域に結合され得て、機械加工レーザビームの第２のエネルギー強度範囲のそれぞれは、それぞれ割り当てられた更なるファイバ領域に結合され得る。

方法の更なる実施形態では、機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲は、ビーム整形によって生成され得る。機械加工レーザビームのビーム整形は、様々な方法で実行され得る。ビーム整形は、レーザビームのビームパラメータ積を変えること、及び／又は、電磁レーザモードの混合を変えること、及び／又は、レーザビームのパワー及び／又は強度の横方向分布を変更することを意味すると理解され得る。静的ビーム整形があり、この場合、ビームパラメータ積は一度に又は複数の個々の（分離された）時間で調整される。更に、動的ビーム整形（ＤＢＳ）もあり、この場合、ビームパラメータ積は、平均化又は積分した方法で、一定期間にわたるレーザビームの連続的な動的移動によって変えられる。動的ビーム整形は、特に、高周波ビーム整形として、例えば、高周波ビーム振動又は焦点振動として実行され得る。動的ビーム整形を使用するレーザ加工では、レーザビームは、例えば１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの周波数で、つまりレーザビームと材料との間の通常の反応時間よりも著しく高い周波数で、機械加工される被加工物を横切って移動される。被加工物は、したがって、時間平均又は時間積分の方法で、機械加工レーザビームのパワー分布を使用して機械加工される。動的ビーム整形により、レーザビームスポットのほぼすべてのパワー分布及び強度分布、したがって機械加工レーザビームの異なる領域は、機械加工レーザ鋼の伝播方向に少なくとも垂直に生成され得る。

実施形態の方法では、第１のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームのコア領域として生成され得る。少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域として生成され得る。第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置され得る。

実施形態の方法では、エネルギー強度範囲のうちの少なくとも２つは、互いに独立して調整又は選択され得る。更に、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲の時間積分した照射エネルギーは、第１のエネルギー強度範囲からの距離が増加するにつれて減少するように調整又は選択され得る。

機械加工レーザビームの少なくとも２つのエネルギー強度範囲を生成する場合、特に機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するために、少なくとも１つの要素は、機械加工レーザ源又はレーザ源モジュールの１つ又は複数のパワー、機械加工レーザビームの強度分布、特に機械加工レーザビームの伝播方向に垂直な強度分布、機械加工レーザビームの１つ又は複数の周波数及び／又は機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲の少なくとも１つ、機械加工レーザビームの空間構造、特に機械加工レーザビームの幅及び／又は直径、第１のエネルギー強度範囲及び／又は少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲の空間構造及び／又は配置、機械加工レーザビームの送り速度、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点直径、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点位置、ならびに、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の集束、から調整又は選択され得る。切削エッジが少なくとも部分的に仕上げられる場合、切削エッジの形状は修正され得て、特に切削エッジは丸くされるか、又は面取りされ得る。

実施形態の方法では、切削エッジの少なくとも部分的な微細加工を用いて、機械加工レーザビームの少なくとも１つのエネルギー強度範囲のパワー、空間構造、及び／又は配置から選択される少なくとも１つのパラメータが、調整又は選択され得る。

実施形態の方法では、機械加工ガス、特に切削加工ガスは被加工物上に向けられ得る。更に、切削エッジの微細加工の間、機械加工ガスは被加工物上に、機械加工ガス用のノズル形状の出口開口部を通してガイドされ得て、それは直径が０．５～３０ｍｍ、好ましくは０．７～１ｍｍであり、被加工物から、特に切削エッジからの距離を、０～３ｍｍ、好ましくは０．１～０．３ｍｍに調整される。

上記の実施形態の被加工物をレーザ加工するための方法を用いて、同じ利点、動作モード、及び機能は、特に同一及び／又は類似の特徴を備えた、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置の実施形態を用いて実現され得る。

更なる特徴及び利点は、以下の実施形態の説明、図及び従属請求項から明らかになる。

本発明の実施形態による第１の例として、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置１００を概略的に示す図である。 機械加工装置１００において静的光素子を有する被加工物をレーザ加工するための方法の例示的なレーザ強度分布を概略的に示す図である。 機械加工装置１００において動的に移動可能な光素子を有する被加工物をレーザ加工するための方法の例示的なレーザ強度分布を概略的に示す図である。 本発明の実施形態による第２の例として、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置２００を概略的に示す図である。 被加工物をレーザ加工するための機械加工装置２００の要素を概略的に示す図である。 被加工物をレーザ加工するための機械加工装置２００の要素を概略的に示す図である。 機械加工装置２００を用いて被加工物をレーザ加工するための方法の結果を示す図である。 機械加工装置２００を用いて被加工物をレーザ加工するための方法の結果を示す図である。 機械加工装置２００を用いて被加工物をレーザ加工するための方法の結果を示す図である。 被加工物をレーザ加工するための機械加工装置２００の変形例と、被加工物をレーザ加工するための関連する方法の結果を示す図である。

ここで説明する実施形態の相互に排他的でないすべての特徴は、互いに組み合わせられ得る。実施形態の同じ要素には、以下の説明において同じ参照記号が付与される。１つの実施形態の個々の又は複数の要素は、更に言及することなく、別の実施形態で使用され得る。ここで、本発明の実施形態は、それによる制限を意図することなく、図を参照して以下の実施例を使用してより詳細に説明される。
本発明の実施形態による機械加工装置は、とりわけ、機械加工ヘッドを備えた例によって以下に説明されるが、本発明をそれに限定することはない。本発明の実施形態による機械加工装置及び方法はまた、機械加工ヘッドなしで実現され得る。機械加工レーザビームはまた、同義語としてレーザビームとも呼ばれる。用語「微細加工(fine machining)」は「精巧加工(fine machining)」と表現され得る。用語「荒加工」は「粗加工」と同義的に呼ばれ得る。時間積分した照射エネルギーは、以下では照射エネルギーとも呼ばれる。用語「調整」又は「選択」は、用語「変更」を含む。同じことはこれらの用語の変形にも適用する。

更に、ここで値の範囲が説明される場合、より狭い代替又は好ましい範囲を伴う広い範囲の指定はまた、指定された下限範囲と指定された上限範囲の任意の組み合わせによって形成され得る範囲を開示するために考慮される。

「時間積分した」又は「時間平均した」という用語は、ある期間にわたって、又はある期間に積分又は平均化されることを意味する。焦点振動に関連して、これは、少なくとも１つの振動期間にわたって積分又は平均化され、少なくとも１つの振動期間にわたってビーム振動に関連して積分又は平均化されることを意味する。

レーザビームの「動的移動」又は「動的に移動した」レーザビームという用語、及びその変形は、レーザビームが高周波、例えば１０Ｈｚ～１５ｋＨｚ、特に５００Ｈｚを超える周波数で移動することを意味する。同じことは、機械加工装置の「動的に」移動可能、方向付け可能、及び／又は調整可能な要素にも同様に適用する。

すべての実施形態において、機械加工レーザビームを生成するためのデバイスは、連続的及び／又は不連続な、特にパルス化された機械加工レーザビームが提供されるように設計され得る。機械加工装置、機械加工レーザビームを分割するためのデバイス、及び／又は機械加工レーザビームを生成するためのデバイスは、有線又は無線のデータ伝送方式で制御ユニットに接続され得て、又は、そのような制御ユニットを含み得て、制御ユニットを用いて制御可能であり得る。

図１ａは、被加工物１２をレーザ加工するための本発明の実施形態による機械加工装置１００の第１の例を概略的に示す。この例では、機械加工装置１００は、機械加工ヘッド１０を備えて設計される。

機械加工装置１００は、機械加工レーザ源１８を、機械加工レーザビーム１５を生成するためのデバイス１４として有する。図１ａの例に示されるように、機械加工レーザ源１８は、トランスポートファイバを介して機械加工ヘッド１０に接続され得る。代替的に、機械加工レーザ源１８は機械加工ヘッド１０上に直接配設され得る。

機械加工レーザビーム１５はまた、本明細書ではレーザビーム１５と呼ばれる。本例では、機械加工レーザ源１８を使用して、レーザビーム１５を生成でき、レーザビーム１５はコア領域１５ａ及びエッジ領域１５ｂを有する。エッジ領域１５ｂは図１ａに破線で示される。本例のレーザビーム１５のコア領域１５ａは、第１のエネルギー強度範囲に対応し、被加工物１２の機械加工領域１３を荒加工し、切削エッジ２０ａ（図１ｂ及び図１ｃに示される）を生成する。機械加工レーザ源１８は、約６ｋＷのレーザパワーを供給し、１０７０ｎｍの波長を含むスペクトル範囲で機械加工レーザビームを生成する。しかし、６ｋＷ未満、例えば約１ｋＷのパワー、又は６ｋＷ超、例えば１０ｋＷ又は２０ｋＷのパワーを備える機械加工レーザ源も使用され得る。更に、他のスペクトル範囲を提供する機械加工レーザ源も使用され得る。

機械加工装置１００はまた、機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するためのデバイス１６を有する。機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するためのデバイス１６は、機械加工レーザビームの少なくとも２つのエネルギー強度範囲を生成するためのデバイス１６と呼ばれ得る。

本例では、機械加工装置１００内に、レーザビームのビームを整形するための光素子が、機械加工レーザビームを分割するためのデバイス１６として設けられ、それはレーザビーム１５のビーム経路内に配置され、又は配置され得る。光素子は、例えば、レーザビーム１５を形成し、その強度分布をその伝播方向に垂直に調整するレンズとして設計され得る。この場合、光素子は静的ビームフォーマとして設計され、これを用いてレーザビーム１５のエッジ領域１５ｂは、コア領域１５ａよりも低いエネルギー強度を提供し得る。代替的に、光素子は、動的に移動可能であるように提供され得て、特に、１つ又は複数の期間にわたって、１００Ｈｚを超える、好ましくは５００Ｈｚを超える周波数を有する高周波で移動され得る。例えば、レンズは、レーザビーム１５のビーム経路内を動的に移動できるように設けられ得る。

機械加工レーザビーム１５を分割するためのデバイス１６は、このように、機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲１５ａ、１５ｂに分割するように設計され、ここで被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲１５ａは、切削エッジ２０ａを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲１５ｂよりも大きい時間積分した照射エネルギーを有する。この目的のために、機械加工レーザビーム１５を分割するためのデバイス１６及び／又は機械加工レーザビーム１５を生成するためのデバイス１４は、制御ユニット（図示せず）に有線又は無線のデータ伝送方式で接続され得る。機械加工装置１００は、機械加工レーザビームの異なるエネルギー強度範囲の標的化された使用を、異なる目的のために、特に荒加工及び／又は微細加工のために可能にする。

機械加工装置１００の動作中、レーザビーム１５は、機械加工レーザ源で生成され、被加工物１２の機械加工領域１３に向けられ、送り速度でその上をガイドされる。レンズが光素子としての静的ビームフォーマとして提供される場合、レーザビーム１５は静的ビームフォーマを通過する。光素子が動的ビーム整形器として提供される場合、これは、特に１００Ｈｚを超える、好ましくは５００Ｈｚを超える周波数を有する１つ又は複数の期間にわたって動的に移動され、したがって、レーザビームが整形される。

図１ｂは、機械加工装置１００を用いた被加工物のレーザ加工中に、静的ビームフォーマで生成された、レーザビームの伝播方向に垂直なレーザ強度分布を概略的に示す。静的ビーム整形は、レーザビーム１５をコア領域１５ａとエッジ領域１５ｂに分割する。コア領域１５ａ、すなわち第１のエネルギー強度範囲において、被加工物は、エッジ領域１５ｂにおいて、すなわちこの場合の第２のエネルギー強度範囲においてよりも、大きな時間積分した照射エネルギーに曝露される。このようにして、切削加工ギャップはコア領域１５ａを用いて領域１３ａに生成され、被加工物は２枚のシート２０に分離され、それぞれが切削エッジ２０ａを有する。機械加工レーザビーム１５のエッジ領域１５ｂは、切削エッジ２０ａの微細加工に使用される。

図１ｃは、機械加工装置１００を用いた被加工物のレーザ加工中に、動的ビームフォーマで生成された、レーザビームの伝播方向に垂直なレーザ強度分布を概略的に示す。動的ビーム整形は、レーザビーム１５をコア領域１５ａと星型エッジ領域１５ｂに分割する。ここでも、コア領域１５ａ、すなわち第１のエネルギー強度範囲において、被加工物は、星型エッジ領域１５ｂ、すなわちこの場合、第２のエネルギー強度範囲よりも大きな、時間積分した照射エネルギーに曝露される。このようにして、切削加工ギャップは、コア領域１５ａを用いて領域１３ａに生成され、被加工物は、２枚のシート２０に分離され、それぞれは切削エッジ２０ａを有する。時間積分した照射エネルギーがより低い機械加工レーザビーム１５のエッジ領域１５ｂを用いて、切削エッジ２０ａの微細加工が行われる。

このようにして、レーザビーム１５は、動的に移動され得て、伝播方向に垂直なその時間積分した強度分布は、更なる領域又はエッジ領域１５ｂに、第１の領域１５ａ又はコア領域よりも少ない時間積分した照射エネルギーを備える。更なる領域１５ｂは、図１ｂに示されるように、円形である必要はない。むしろ、それは、動的に移動するビームのために、多くの異なる形状を有することができ、動的に移動するビームは、例えば、ビーム振動によって達成され得る。

機械加工装置１００の動作中、レーザビーム１５の強度分布は、したがって、それぞれの場合に、静的及び動的ビーム整形によって、伝播方向に対して垂直に調整され、その結果、エッジ領域１５ｂは、コア領域１５ａよりも、より少ない時間積分した照射エネルギーを有する。コア領域１５ａの照射エネルギーは、レーザ切削加工が実行されて、少なくとも１つの切削エッジ２０ａが被加工物の機械加工中に形成されるように調整される。同時に、エッジ領域１５ｂの照射エネルギーは、切削エッジ２０ａが荒加工と比較してより低い照射エネルギーに曝されるように調整される。このようにして、切削エッジの不要な表面不規則性、例えば、荒加工中に高い照射エネルギーによって形成される鋭いエッジの付いた突起は、即座に平滑にされ得るか、又はそれらの形成が回避される。切削エッジは、例えば、丸くされ、及び／又は面取りされ、すなわち、バベル処理され得る。切削エッジの望ましいウォータフォールプロファイルも生成され得る。結果として、切削エッジ２０ａは、精製され、処理される。生成された表面の追加の後処理は省略され得る。

機械加工装置１００の動作中、微細加工は荒加工及び／又は微細加工の後に行い得る。例えば、被加工物が荒加工中にコア領域１５ａを用いて切削された後、レーザビームのエッジ領域１５ｂは、機械加工領域１３に形成された切削エッジ２０ａ上をガイドされ得る。この微細加工は、例えば、後機械加工中、すなわち、荒加工及び／又は微細加工の後に、被加工物の下側で行い得る。

第１の例では、機械加工レーザビーム１５を反射する少なくとも１つの可動面は、デバイス１６の動的ビーム整形光素子として提供され得て、これは、処理ビーム１５を偏向させるようにビーム経路に配置及び整列される。したがって、機械加工レーザビーム１５は、機械加工装置内で、例えば、９０°まで偏向され得て、その後に被加工物に向けられる。反射面は、少なくとも１つ以上のアクチュエータ、例えば、ピエゾアクチュエータによって少なくとも部分的に動的に移動可能であり、これにより、反射面は少なくとも部分的に動的に調整され得る。例えば、少なくとも１つの可動面は、少なくとも１つのアクチュエータによって全体として動的に調整され得る。更に、少なくとも１つの可動面は、レーザビームガイドデバイスの表面ユニットを提供することができ、その表面形状、特にその曲率は動的に調整され得る。結果として、機械加工レーザビームが、その伝播方向に対して少なくとも垂直に整形及び／又は移動され得るのみでなく、機械加工レーザビームの発散が変えられ、及び／又は機械加工レーザビームの焦点位置がその伝播方向と平行にシフトされ得る。

このようにして、機械加工レーザビーム１５の強度分布は、コア領域１５ａ及び／又はエッジ領域１５ｂの両方で調整され得る。代替的又は追加的に、レーザビーム１５の他の特性は、荒加工及び／又は微細加工のために調整、選択、及び／又は設定され得る。例えば、機械加工レーザビームの空間構造、特にそのビームパラメータ積、その幅及び／又はその直径は、微細加工のために調整され得る。更に、機械加工レーザビームのコア領域及び／又はエッジ領域の空間配置、機械加工レーザビームの焦点直径、機械加工レーザビームの焦点位置、及び／又は機械加工レーザビームの集束は、微細加工のために適切に調整又は選択され得る。

例えば、デバイス１６は、例えば、コーティングされたＳｉＣ（炭化ケイ素）で作られた動的に配向可能な平面ミラーを含み得て、これは、機械加工レーザビームを反射する可動面を提供する。少なくとも１つのピエゾアクチュエータはアクチュエータとして提供され、それを用いてミラーは動的に動かされ、それによって方向付けられ得る。ミラーと少なくとも１つのアクチュエータからなるユニットは、ピエゾスキャナとも呼ばれる。複数のアクチュエータの場合、各ピエゾアクチュエータは、制御ユニット（図示せず）によって個別に制御され得る。例えば、これは、１２０Ｖの標準駆動電圧を備える修正ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックをベースにしたピエゾアクチュエータである。レーザ加工の場合、可動面を備えたミラーは少なくとも１つのピエゾアクチュエータによって傾斜され、その結果、機械加工レーザビーム１５が偏向される。同時に、表面はピエゾアクチュエータによって動的に移動され、偏向に適した傾斜角を提供し、その結果、機械加工レーザビーム１５が動的に移動される。このようにして、機械加工レーザビーム１５のビームパラメータ積と被加工物１２上のレーザビームスポットの強度分布は、レーザ加工のそれぞれの方法について所望通りに設計され、なぜなら、機械加工レーザビーム１５の焦点は、１０Ｈｚ～１５ｋＨｚの間の周波数でその伝播方向に対して少なくとも垂直になるように動的に移動され、したがって、被加工物に当たるレーザビームスポットが整形されるためである。

第１の例の更なる変形例（図示せず）では、デバイス１６は、２つの可動反射面を備えた動的ビーム整形器を含み、それらはガルバノスキャナの一部である。この目的のために、ガルバノスキャナは２つのミラーを含み得て、それぞれが可動面を備える。これらは、例えば個別に制御可能なガルバノメータにより、アクチュエータとして個別に動的に移動され得る。ガルバノスキャナは、例えば、配向可能な２つのミラーを配設され、その結果、機械加工レーザビーム１５は、少なくとも１回、９０°よりも大きい角度で、そして少なくとも１回、９０°よりも小さい角度で偏向される。動作中、２つのミラーは互いに対して配向され、移動され、その結果、機械加工レーザビーム１５は２回偏向され、同時に動的に移動される。結果として、ビームスポットのほぼすべての強度分布及び／又は機械加工レーザビーム１５の任意のビームパラメータ積は、動的ビーム整形によって提供され得る。

第１の例の別の変形例では、デバイス１６は、反射性で動的に移動可能な表面として、複数のミラーセグメントを有するセグメントミラーを有し得て、それらは互いに分離され、互いに隣接して配置されて、パターンを形成する。各ミラーセグメントは、例えば、金のコーティングを有し、機械加工レーザビーム１５に対して反射性であり、ピエゾアクチュエータによって個別に動的に配向され得る。したがって、デバイス１６は、機械加工レーザビーム１５を反射するセグメント化された全表面を提供し、その表面形状、特にその曲率は、非常に動的な方法で調整され得る。セグメントミラーの以下の用途が可能である。機械加工装置の光学系の焦点距離が、セグメントミラーで変更され得る。セグメントミラーは、ズーム光学系として、すなわち、機械加工レーザビームの焦点位置調整のために使用され得て、ここで機械加工レーザビーム１５は、所望の選択可能なビーム発散を備えるセグメントミラーによって偏向される。セグメントミラーは、静的ビーム整形光学系としても使用され得る。セグメントミラーの表面は、所望する収差に応じて、適切に制御可能な表面曲率を想定する。更に、セグメントミラーは動的ビーム整形にも使用され得る。この目的のために、セグメントミラーの表面は、１０Ｈｚより上の、特に１００Ｈｚより上の十分な高周波で変更され、その結果、被加工物１２への結果として生じる焦点は、レーザビームの伝播方向に対して少なくとも横方向に動的に移動される。ビームパラメータ積及び／又は時間積分した機械加工レーザビームの強度分布は、静的又は動的ビーム整形によって必要に応じて修正され得る。

第１の例の追加の変形例では、デバイス１６は、動的ビーム形成光素子として変形可能ミラー（ＤＭ、動的ミラー）を有し、移動可能で反射性の連続面を提供する。ミラーは、変形可能な材料で作られた膜によって形成され、それはアクチュエータによって動的に変形可能である。この目的のために、個別に制御可能なアクチュエータがあり、それらは膜の下側にパターンで均等に分散される。膜の上部は、反射率の高い誘電体多層コーティングでコーティングされ、これは、波長１０６０～１０９０ｎｍで最大１２０ｋＷのレーザビームに適する。変形可能ミラー（ＤＭ、ダイナミックミラー）の可動、反射、連続面は、前述のセグメントミラーと同じ方法で操作され得る。

図２ａ～図２ｇは、本発明の実施形態による機械加工装置２００の第２の例を概略的に示す。

図２ａに示すように、この例では、機械加工レーザビーム１５を生成するためのデバイス１４は、機械加工レーザ源１８を有し、それは複数のレーザ源モジュール１８ａ、１８ｂ、１８ｃを含み、機械加工レーザビーム１５の領域を生成する。レーザ源モジュール１８ａは、レーザビーム１５のコア領域１５ａを生成し、それは荒加工を目的とする。レーザ源モジュール１８ｂ及び１８ｃは、レーザビーム１５のエッジ領域１５ｂ及び１５ｃを生成し、それはこの場合、微細加工を目的とする。この例では、レーザ源モジュール１８ａ～１８ｃは、約０．１ｋＷ～２０ｋＷの範囲のレーザパワーを供給し、機械加工レーザビームをスペクトル範囲で生成し、それは例えば、１０７０ｎｍの波長を含む。レーザ源モジュール１８ａ～１８ｃは、異なるレーザパワー及び／又は異なるスペクトル範囲を提供し得る。例えば、レーザ源モジュール１８ａは、２０ｋＷのレーザパワーを生成し得て、レーザ源モジュール１８ｂ、１８ｃは、０．２ｋＷのレーザパワーを生成し得る。

更に、機械加工レーザビーム１５を分割するためのデバイス１６は、レーザビームトランスポートファイバを有し、それは第１のファイバ領域、この場合はファイバコア１６ａと、少なくとも１つの更なるファイバ領域、この場合は２つのファイバジャケットリング１６ｂ及び１６ｃを有する。レーザ源モジュール１８ａは、機械加工レーザビームのコア領域１５ａを生成し、レーザビームトランスポートファイバのファイバコア１６ａにレーザ光伝導様式で結合される。更に、レーザ源モジュール１８ｂ及び１８ｃは、レーザビーム１５のエッジ領域１５ｂ及び１５ｃを生成し、ファイバジャケットリング１６ｂ及び１６ｃにレーザ光伝導様式で結合される。図２ｂがファイバの長手方向断面で示し、図２ｃがファイバの長手方向に垂直な断面で示すように、ファイバコア１６ａは、レーザビームトランスポートファイバの中央に配置され、ファイバジャケットリング１６ｂ及び１６ｃによって同心円状に囲まれる。レーザビームのコア領域１５ａとエッジ領域１５ｂ及び１５ｃもまた、したがって、同心円状に配置される。

機械加工レーザビーム１５を分割するためのデバイス１６及び機械加工レーザビーム１５を生成するためのデバイス１４は、この例では制御ユニット（図示せず）に、有線又は無線のデータ伝送方式で接続される。両方のデバイスは、この方法で制御され得る。

機械加工装置２００の動作中、コア領域１５ａは、モジュール１８ａ～１８ｃによって、エッジ領域１５ｂ及び１５ｃよりも高い時間積分した照射エネルギーを提供される。これは図２ｄに示され、ここでは、時間積分した照射エネルギーは照射強度１７として示される。これは、例えば、レーザ源モジュール１８ａ～１８ｃのそれぞれのパワー及び／又は周波数、したがって、レーザビームの領域１５ａ～１５ｃのパワー及び／又は周波数の適切な選択によって行われ得る。レーザ加工の場合、コア領域１５ａとエッジ領域１５ｂ及び１５ｃは、被加工物１２上をガイドされる。その高い照射エネルギーのために、切削エッジ２０ａは、被加工物１２上のレーザビーム１５のコア領域１５ａを用いて形成される。例えば、コア領域１５ａの照射強度１７ａは、レーザ切削加工が機械加工領域１３で行われるように調整され、少なくとも１つの切削エッジ２０ａが被加工物の機械加工の間に形成される。同時に、図２ｄに示されるように、エッジ領域１５ｂ及び１５ｃの照射強度１７ｂ及び１７ｃは、機械加工領域１３が荒加工よりも低い照射エネルギーに曝されるように、コア領域１５ａとは独立して調整される。このようにして、切削エッジ２０ａの望ましくない表面不規則性、例えば、コア領域１５ａの高い照射強度によって形成される鋭いエッジの付いた突起は、直ちに平滑にされるか、又はそれらの形成が初めから回避される。切削エッジ２０ａは、例えば、丸くされ、及び／又はバベル処理され、すなわち面取りされ得る。結果として、切削エッジ２０ａの表面構造は、精錬され、処理される。生成された表面の追加の後処理は省略され得る。

エッジ領域１５ｂ及び１５ｃの照射強度はまた、コア領域１５ａとは独立して調整され得て、機械加工レーザビームのエッジ領域１５ｂ及び１５ｃの照射強度１７ｂ及び１７ｃは、コア領域１５ａからの距離が増加するにつれて調整又は選択される。このようにして、機械加工領域１３は、荒加工と比較して外側に向かって減少する照射エネルギーに曝される。切削エッジ２０ａもまた、この方法で丸くされ得る。レーザビームの異なる領域の照射強度１７ｂ～１７ｃは、更に変化され得て、レーザビーム１５の領域１５ａ～１５ｃのうちの１つ又は２つのみがレーザ源モジュール１８ａ～１８ｃによって生成される。

図２ｅは、レーザ切削加工によって製造されたシート２０を使用した第２の例の方法の例示的な結果を概略的に示す。図２ｅは、２枚のシート２０のコーナを上から見た上面図で示し、それらはレーザビーム１５によって分離された。レーザビームのコア領域１５ａは、領域１３ａのシート２０と各シート２０の切削エッジ２０ａとの間に切削加工ギャップを作成した。シート２０はそれぞれ、切削エッジ２０ａの丸くされた領域２０ｃと、その上に配置された切削エッジ２０ａの面取り領域２０ｂとの鏡像を示す。領域２０ｂ及び２０ｃは、レーザビームのエッジ領域１５ｂ及び１５ｃによって生成された。

図２ｆは、左側に第２の例の方法を使用して切削されたシート２０と、右側に従来技術に従って切削されたシート２１を概略的に示す。丸くされた、又は面取りされた領域２０ｃ及び２０ｂが、シート２１と比較して、左側のシート２０の切削エッジ２０ａに見られ得る。

図２ｇは、機械加工装置２００の修正において機械加工レーザビームを分割するためのデバイス１６のレーザビームトランスポートファイバと、被加工物をレーザ加工するための関連する方法の結果を示す。図２ｇは、長手方向に垂直な修正されたレーザビームトランスポートファイバの断面を示す。ファイバコア１６ａは、レーザビームトランスポートファイバの中央に配置され、ファイバジャケットリング１６ｂによって同心円状に囲まれる。ファイバジャケットリング１６ｃは示されていない。レーザビームのコア領域１５ａはファイバコア１６ａに搬送され、レーザビームのエッジ領域１５ｂはエッジ領域１６ｂに搬送される。ファイバジャケットリング１６ｂは、矢印１６０によって示される２つの異なる直径で本明細書に示される。直径を変えることによって、照射強度１７を参照して以下の図２ｇに示されるように、レーザビーム１５には強度分布が与えられ、コア領域１５ａは強度１７ａを有し、エッジ領域１５ｂは強度１７ｂを有し、それらの幅が異なる。ファイバジャケットリング１６ｂの幅を変えることにより、レーザビームのエッジ領域１５ｂの幅、したがって微細加工の領域の幅を変えることができる。

機械加工ガス、特に切削加工ガスを被加工物に向けるためのデバイスは、機械加工装置１００又は２００（図示せず）に配設され得る。例えば、図１ａに示される機械加工装置１００の機械加工ヘッド１０は、機械加工レーザビーム１５のためのノズル形状の出口開口部を有し得る。機械加工ヘッドは、機械加工ガスもレーザビーム１５と同時に出口開口部を通過できるように設計され得る。出口開口部は、０．５～３０ｍｍ、好ましくは０．７～１ｍｍの直径を有し得て、被加工物から、特に切削エッジから、０～３ｍｍ、好ましくは０．１～０．３ｍｍの距離で調整され得る。

機械加工ガスを被加工物にガイドするための装置の適切な選択及び制御を通じて、溶融材料は、したがって、ガス流によって標的化された方法で、荒加工中のみでなく微細加工中にも移動及び／又は変位され得る。機械加工プロセスに応じて、窒素、酸素、圧縮空気、又はアルゴンが、ガスとして使用され得る。このようにして、切削エッジ２０ａの形状は、微細加工中に更に最適化され得る。機械加工ガスをガイドするための、ノズル形状の出口開口部及び直径と、上記の被加工物からの距離を備える装置を使用して、荒加工と微細加工を同時に行うことができる。

１つの例では、直径２ｍｍである出口開口部の距離は、荒加工と微細加工を同時に行う間、被加工物１２から０．２ｍｍの距離に調整される。このようにして、圧力クッションは機械加工ガス又は切削加工ガスを用いて被加工物１２の上方に生成され、これは、溶融材料を適切な方法で、被加工物の表面上に、荒加工及び微細加工中の両方で移動させる。機械加工ガスは、例えば切削加工ガスとして荒加工に使用されるものであり、更に微細加工、及び被加工物表面の精錬に使用され得る。

方法の実施形態では、追加の微細加工は、必要に応じて、荒加工の後に実行され得る。機械加工ガスはまた、微細加工中に被加工物１２に配向され得て、それは、荒加工の後に行われ、ガス流及び圧力クッションを、切削エッジ２０ａを最適化するために生成する。１つの例では、機械加工装置１００は、この目的のための機械加工ガス用の非ノズル形状の出口開口部を備えたガス供給（図示せず）を有する。このガス供給は、機械加工ヘッド１０内又はその外側に配置され得る。機械加工ガスの出口開口部と被加工物１２との間の距離は、微細加工中に、上記で指定されたよりも大きく、特に実質的に３ｍｍより大きく調整され得る。

説明したすべての例及び実施形態において、機械加工装置は、例えば、機械加工レーザビームを偏向させるために、１つ以上の追加の透過光素子（例えば、レンズ）及び／又は反射光素子（例えば、偏向ミラー）を有し得る。

最後に、本発明及び例示的な実施形態の説明は、本発明の特定の物理的実現に関して限定すると理解されるべきではないことに留意されたい。本発明の個々の実施形態と関連して説明され、また示される特徴のすべては、本発明に従う主題において異なる組み合わせで提供されて、それらの有用な効果を同時に実現し得る。本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲によって付与され、説明において例示された、又は図に示された特徴によって限定されない。

本発明がレーザ加工システムのみでなく、レーザを含む別のデバイスにも使用され得ることは、当業者には特に明白である。更に、被加工物をレーザ加工するための機械加工装置の構成要素は、いくつかの物理的製品にわたって分散されるように生産され得る。

１０ 機械加工ヘッド
１２ 被加工物
１３ 機械加工領域
１３ａ 切削加工ギャップの領域
１４ 機械加工レーザビームを生成するためのデバイス
１５ 機械加工レーザビーム
１５ａ 機械加工レーザビームの第１のエネルギー強度範囲（コア領域）
１５ｂ，１５ｃ 機械加工レーザビームの第２のエネルギー強度範囲（エッジ領域）
１６ 機械加工レーザビームを分割するためのデバイス
１６ａ 第１のファイバ領域（ファイバコア）
１６ｂ、１６ｃ 更なるファイバ領域（ファイバジャケットリング）
１７ 照射強度
１７ａ～１７ｃ 照射強度
１８ 機械加工レーザ源
１８ａ 機械加工レーザ源の第１のレーザ源モジュール
１８ｂ，１８ｃ 機械加工レーザ源の更なるレーザ源モジュール
２０ 切削シート
２０ａ 切削エッジ
２０ｂ 切削エッジの面取りされた領域
２０ｃ 切削エッジの丸くされた領域
２１ 従来技術による切削シート
１００ 機械加工装置
１６０ 矢印
２００ 機械加工装置

被加工物の生成された表面の望ましくない構造は、被加工物のレーザ加工中に発生する場合がある。例えば、望ましくない表面不規則性は、レーザ切削加工中に切削加工ギャップ及び／又は切削エッジに生成される場合がある。これらは、荒加工、例えばレーザビームを用いた切削加工中の高エネルギー入力に起因する場合がある。表面不規則性の１つの種類は、レーザビームとガス流のために周期的に変化する材料の溶融に起因する可能性があり、その結果、表面の望ましくない不規則なプロファイル、つまりいわゆる溝が生じる。別の種類の表面不規則性は、溶融膜が、表面が覆う切削加工ギャップの少なくとも数ミリメートルの深さに、例えば、切削加工によって以前に作成された表面凸凹によって形成される場合がある、という事実から生じる。加えて、望ましくない形状又は鋭いエッジの付いた切削エッジが、レーザ切削加工中に発生する場合がある。これらは、被加工物の更なる処理中に対応するのが困難であるのみでなく、塗装中のエッジアライメントにつながり、被加工物の耐食性を損なう場合もある。同じことが別のレーザ加工プロセスにも当てはまる。したがって、機械加工された被加工物の表面仕上げ、特にレーザビームを用いて機械加工された被加工物の触覚及び機械加工性、ならびに可視部品の視覚的外観に好ましい影響を与える方法及び装置が必要である。
特許文献１は、レーザエッチングの方法とデバイスを開示する。特許文献２は、レーザベースの路面切削加工デバイスに関し、それはレーザデバイス、ビーム分割ユニット、第１の出力ユニット、第２の出力ユニット、ならびに切削加工及び並進台を含む。特許文献３は、レーザビームを整形するための装置を記載し、それは対称化手段であって、レーザビームと相互作用でき、レーザビームが相互作用後にレーザビームの横方向が異なるレーザビームの少なくとも２つのセクション又は部分ビームが、ポイント又は領域において互いに空間的にコヒーレントするように整形される、対称化手段と、少なくとも２つのセクション又は部分ビームを互いに重ね合わせるための重ね合わせ手段と、を含み、重ね合わせ手段は、対称化手段の後ろのレーザビームのビーム経路に配置される。特許文献４によると、レーザビームのビームパラメータ積及び／又は開口数は、中央コア、第１のクラッド、環状コア、及び第２のクラッドを有するステップクラッド光ファイバを利用して調整される。特許文献５によると、レーザ発振器によって生成され、送信機を介して機械加工ヘッドにガイドされるレーザビームは、平面反射鏡によって複数のビームに分割される。このように分割されたレーザビームは、単一の放物面を有する別の反射鏡によって反射され、焦点に集束される。

本発明の１つの実施形態では、被加工物をレーザ切削加工するための機械加工装置が提供され、それは、被加工物を荒加工するため、また被加工物に切削エッジを備える切削を作成するための機械加工レーザビームを生成するデバイスを有し、かつ機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するためのデバイスを有し、そのうちの被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲は、切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲よりも大きい時間積分した照射エネルギーを有し、ここで第１のエネルギー強度範囲は機械加工レーザビームのコア領域であり、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域であり、ここで第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置され、エネルギー強度範囲は機械加工レーザビームを分割するためのデバイスによって荒加工及び微細加工に適合され、ここで機械加工装置は制御ユニットを含み、ここで機械加工レーザビームを分割するためのデバイス及び機械加工レーザビームを生成するためのデバイスから選択される少なくとも１つの要素は、有線又は無線のデータ伝送方式で制御ユニットに接続され、制御ユニットで制御可能である。

機械加工レーザビームを生成するためのデバイスは、複数のレーザ源モジュールを有する機械加工レーザ源を有し得て、レーザ源モジュールは、機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲を生成するための、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュール及び少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールを有する。機械加工レーザビームを分割するためのデバイスは、レーザビームトランスポートファイバを有し得て、それはファイバコアである第１のファイバ領域と、そしてファイバジャケットリングの形態で少なくとも１つの更なるファイバ領域を有する。少なくとも１つの第１のレーザ源モジュールは、機械加工レーザビームの第１のエネルギー強度範囲を生成するように設計され得て、レーザビームトランスポートファイバの第１のファイバ領域にレーザ光伝導様式で結合され得る。少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールは、機械加工レーザビームの第２のエネルギー強度範囲の１つを生成するように設計され得て、レーザ光伝導様式でそれに割り当てられた更なるファイバ領域のそれぞれに結合され得る。このように、機械加工レーザ源のモジュールによって、異なるエネルギー強度と異なる時間積分した照射エネルギーを有する機械加工レーザビームのいくつかの領域が生成され得て、それらは、標的化された方法で、被加工物の機械加工領域、例えば切削エッジに、それぞれ割り当てられたファイバ領域によって向けられる。特に、機械加工レーザビームの異なるエネルギー強度範囲は、被加工物に同時にガイドされ得る。第１のファイバ領域は、荒加工に使用される、レーザビームの第１のエネルギー強度範囲を、被加工物上にガイドし得る。少なくとも１つの更なるファイバ領域は、レーザビームの１つ又は複数の更なるエネルギー強度範囲を被加工物上にガイドでき、これは荒加工用よりも時間積分した照射エネルギーが少なく、微細加工用に使用される。更に、機械加工レーザ源及び／又はファイバ領域のモジュールは、可変及び／又は標的化された方法で設計され、及び／又は使用され得る。このように、荒加工と微細加工は、柔軟に、必要に応じて実行され得る。これは、例えば、ファイバ領域の配置、数、及び／又は幅、モジュールで生成される光の波長／周波数の適切な選択によって、及び／又は、それぞれのモジュール及び／又はファイバ領域におけるエネルギーの独立した制御によって可能である。

実施形態の機械加工装置では、第１のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームのコア領域である。代替的又は追加的に、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域である。更に、第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置される。これらの手段により、例えば、レーザビームのコア領域を使用した被加工物の荒加工と、少なくとも１つのエッジ領域を使用した同時微細加工が可能である。

更に、本発明は、被加工物を、特に先行する実施形態のうちのいずれか１つによる機械加工装置を用いてレーザ切削加工するための方法に関し、機械加工レーザビームを、被加工物を荒加工するために、また被加工物に切削エッジを備える切削を作成するために生成することと、機械加工レーザビームの少なくとも２つのエネルギー強度範囲を生成し、機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割し、そのうちの被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲は、切削エッジを少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲よりも大きな時間積分した照射エネルギーを有し、ここで第１のエネルギー強度範囲は機械加工レーザビームのコア領域として生成され、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域として生成され、ここで第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置され、ここでエネルギー強度範囲は機械加工レーザビームを分割するためのデバイスによって荒加工及び微細加工に適合されることと、被加工物を機械加工レーザビームで照射し、被加工物を第１のエネルギー強度範囲で荒加工し、被加工物の切削エッジを少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲で少なくとも部分的に微細加工することと、を含む。

方法の更なる実施形態によると、機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲は、複数のレーザ源モジュールを用いて生成され得て、ここで第１のエネルギー強度範囲は、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュールで生成され、少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、少なくとも１つの更なるレーザ源モジュールで生成され、そして機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲は、ファイバコアである第１のファイバ領域と、少なくとも１つのファイバジャケットリングである少なくとも１つの更なるファイバ領域と、を備えたレーザビームトランスポートファイバに結合される。したがって、機械加工レーザビームの第１のエネルギー強度範囲は、第１のファイバ領域に結合され得て、機械加工レーザビームの第２のエネルギー強度範囲のそれぞれは、それぞれ割り当てられた更なるファイバ領域に結合され得る。

実施形態の方法では、第１のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームのコア領域として生成される。少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域として生成される。第１のエネルギー強度範囲及び少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、同心円状に配置される。

機械加工レーザビームの少なくとも２つのエネルギー強度範囲を生成する場合、機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲に分割するために、少なくとも１つの要素は、機械加工レーザ源又はレーザ源モジュールの１つ又は複数のパワー、機械加工レーザビームの強度分布、特に機械加工レーザビームの伝播方向に垂直な強度分布、機械加工レーザビームの１つ又は複数の周波数及び／又は機械加工レーザビームのエネルギー強度範囲の少なくとも１つ、機械加工レーザビームの空間構造、特に機械加工レーザビームの幅及び／又は直径、第１のエネルギー強度範囲及び／又は少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲の空間構造及び／又は配置、機械加工レーザビームの送り速度、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点直径、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の焦点位置、ならびに、機械加工レーザビームの及び／又は少なくとも１つのエネルギー強度範囲の集束、から調整又は選択され得る。切削エッジが少なくとも部分的に仕上げられる場合、切削エッジの形状は修正され得て、特に切削エッジは丸くされるか、又は面取りされ得る。

Claims (15)

1. 被加工物（１２）をレーザ切削加工するための機械加工装置であって、
   機械加工レーザビーム（１５）であって、前記被加工物を荒加工するため、かつ前記被加工物に切削エッジを備える切削を作成するための機械加工レーザビーム（１５）を生成するデバイス（１４）と、
   前記機械加工レーザビーム（１５）を少なくとも２つのエネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）に分割するためのデバイス（１６）であって、ここで前記被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）は、切削エッジ（２０ａ）を少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）よりも大きい時間積分した照射エネルギーを有し、ここで前記第１のエネルギー強度範囲は前記機械加工レーザビームのコア領域であり、前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は前記機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域である、デバイス（１６）と、を有する、
   機械加工装置。
2. 機械加工レーザビームを生成するための前記デバイス（１４）が、機械加工レーザ源（１８）であって、前記機械加工レーザビームの前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）を生成するための、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュール（１８ａ）及び少なくとも１つの更なるレーザ源モジュール（１８ｂ、１８ｃ）を有している、複数のレーザ源モジュール（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を有する、機械加工レーザ源（１８）を有し、
   前記機械加工レーザビーム（１５）を分割するための前記デバイス（１６）が、レーザビームトランスポートファイバであって、ファイバコアである第１のファイバ領域（１６ａ）と、ファイバジャケットリングの形態である少なくとも１つの更なるファイバ領域（１６ｂ、１６ｃ）を有している、レーザビームトランスポートファイバを有し、
   ここで前記少なくとも１つの第１のレーザ源モジュール（１８ａ）は、前記機械加工レーザビーム（１５）の前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）を生成するように設計され、前記レーザビームトランスポートファイバの前記第１のファイバ領域（１６ａ）にレーザ光伝導様式で結合され、
   前記少なくとも１つの更なるレーザ源モジュール（１８ｂ、１８ｃ）は、前記機械加工レーザビームの前記第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）の１つを生成するように設計され、レーザ光伝導様式でそれに割り当てられた前記更なるファイバ領域（１６ｂ、１６ｃ）のそれぞれに結合される、
   請求項１に記載の機械加工装置。
3. 機械加工レーザビームを生成するための前記デバイス（１４）は、機械加工レーザ源（１８）と、任意選択でレーザビームトランスポートファイバを含み、
   前記機械加工レーザビーム（１５）を分割するための前記デバイス（１６）は、前記機械加工レーザビーム（１５）の前記ビームを整形するための光素子を有する、
   請求項１又は２に記載の機械加工装置。
4. 前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）及び前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）は、同心円状に配置される、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の機械加工装置。
5. 前記機械加工レーザビームを分割するための前記デバイス（１６）は、前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも２つを互いに独立して調整又は選択するように設計され、及び／又は、
   前記機械加工レーザビームを分割するための前記デバイス（１６）は、前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）の前記時間積分した照射エネルギーを、前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）からの距離が増加するのに伴い、調整又は選択するように設計され、及び／又は、
   前記機械加工レーザビームを分割するための前記デバイス（１６）は、前記機械加工レーザ源又は前記レーザ源モジュールの１つ又は複数のパワー、前記機械加工レーザビームの強度分布（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、特に前記機械加工レーザビームの伝播方向に垂直な強度分布、前記機械加工レーザビームの１つ又は複数の周波数及び／又は前記機械加工レーザビームの前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）の少なくとも１つ、前記機械加工レーザビームの空間構造、特に前記機械加工レーザビームの幅及び／又は直径、前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）の空間構造及び／又は配置、前記機械加工レーザビームの送り速度、前記機械加工レーザビームの及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）うちの少なくとも１つの焦点直径、前記機械加工レーザビームの及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）うちの少なくとも１つの焦点位置、ならびに、前記機械加工レーザビームの及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）うちの少なくとも１つの集束、から少なくとも１つの要素を調整又は選択するように設計され、及び／又は、
   前記機械加工レーザビーム（１５）を分割するための前記デバイス（１６）は、前記切削エッジ（２０ａ）の前記形状を、特に前記切削エッジを丸くする、及び／又は面取りするために修正するように設計される、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の機械加工装置。
6. 機械加工ガス、特に切削加工ガスを前記被加工物上にガイドするためのデバイスが提供され、及び／又は、
   機械加工ガスを前記被加工物上にガイドするためのデバイスであって、前記機械加工ガス用のノズル形状の出口開口部を有し、これは、直径が０．５～３０ｍｍ、好ましくは０．７～１ｍｍであり、前記被加工物から、特に前記切削エッジへの距離を、０～３ｍｍ、好ましくは０．１～０．３ｍｍに調整可能である、デバイスが提供される、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の機械加工装置。
7. 被加工物（１２）の切削エッジ（２０ａ）を少なくとも部分的に微細加工するための、請求項１～６のいずれか一項に記載の機械加工装置の使用。
8. 被加工物を、特に請求項１～７のいずれか一項に記載の機械加工装置を用いてレーザ切削加工するための方法は、
   機械加工レーザビーム（１５）を、前記被加工物（１２）を荒加工するために、かつ前記被加工物に切削エッジを備える切削を作成するために生成することと、
   前記機械加工レーザビーム（１５）の少なくとも２つのエネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）を、特に前記機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）に分割するために生成し、ここで前記被加工物の荒加工のための第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）は、切削エッジ（２０ａ）を少なくとも部分的に微細加工するための少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）よりも大きな時間積分した照射エネルギーを有し、ここで前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）は前記機械加工レーザビーム（１５）のコア領域として生成され、前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）は前記機械加工レーザビームの少なくとも１つのエッジ領域として生成されることと、
   前記被加工物（１２）を前記機械加工レーザビーム（１５）で照射し、前記被加工物（１２）を前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）で荒加工し、前記被加工物（１２）の切削エッジ（２０ａ）を前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）で少なくとも部分的に微細加工することと、を含む、
   方法。
9. 前記微細加工は、前記荒加工と同時に実行される、請求項８に記載の方法。
10. 前記機械加工レーザビーム（１５）の前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）は、複数のレーザ源モジュール（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を用いて生成され得て、ここで前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）は、少なくとも１つの第１のレーザ源モジュール（１８ａ）で生成され、前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲は、少なくとも１つの更なるレーザ源モジュール（１８ｂ、１８ｃ）で生成され、そして、
    前記機械加工レーザビーム（１５）の前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）は、フェイバコアである第１のファイバ領域（１６ａ）と、少なくとも１つのファイバジャケットリングである少なくとも１つの更なるファイバ領域（１６ｂ、１６ｃ）と、を備えたレーザビームトランスポートファイバに結合され、
    ここで前記機械加工レーザビームの前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）は、前記第１のファイバ領域（１６ａ）に結合され、前記機械加工レーザビームの前記第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）のそれぞれは、それぞれ割り当てられた更なるファイバ領域（１６ｂ、１６ｃ）に結合される、
    請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記機械加工レーザビーム（１５）の前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）は、ビーム整形によって生成される、請求項８又は９に記載の方法。
12. 前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）及び前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）は、同心円状に配置される、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも２つは、互いに独立して調整又は選択され、
    前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）の前記時間積分した照射エネルギーは、前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）からの距離が増加するにつれて減少するように調整又は選択され、
    前記機械加工レーザビーム（１５）の少なくとも２つのエネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）を生成する場合、特に前記機械加工レーザビームを少なくとも２つのエネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）に分割するために、少なくとも１つの要素は、前記機械加工レーザ源（１８）又は前記レーザ源モジュール（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の１つ又は複数のパワー、前記機械加工レーザビームの強度分布（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、特に前記機械加工レーザビーム（１５）の前記伝播方向に垂直な強度分布、前記機械加工レーザビームの１つ又は複数の周波数及び／又は前記機械加工レーザビームの前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）の少なくとも１つ、前記機械加工レーザビームの空間構造、特に前記機械加工レーザビームの幅及び／又は直径、前記機械加工レーザビームの前記第１のエネルギー強度範囲（１５ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のエネルギー強度範囲（１５ｂ，１５ｃ）の空間構造及び／又は配置、前記機械加工レーザビーム（１５）の送り速度、前記機械加工レーザビームの及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも１つの焦点直径、前記機械加工レーザビーム（１５）の及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも１つの焦点位置、及び、前記機械加工レーザビーム（１５）の及び／又は前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも１つの集束、から調整又は選択され、及び／又は、
    前記切削エッジ（２０ａ）の少なくとも部分的な微細加工は、前記切削エッジの前記形状を修正し、特に前記切削エッジを丸くし、又は面取りする、
    請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記切削エッジ（２０ａ）の少なくとも部分的な微細加工を用いて、前記機械加工レーザビームの前記エネルギー強度範囲（１５ａ、１５ｂ，１５ｃ）のうちの少なくとも１つの前記パワー、前記空間構造、及び／又は配置から選択される少なくとも１つのパラメータは、調整又は選択される、
    請求項８～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 機械加工ガス、特に切削加工ガスは前記被加工物（１２）上に向けられ、及び／又は、
    前記切削エッジ（２０ａ）の前記微細加工の間、機械加工ガスは前記被加工物上に、前記機械加工ガス用のノズル形状の出口開口部を通してガイドされ、出口開口部は、直径が０．５～３０ｍｍ、好ましくは０．７～１ｍｍであり、前記被加工物から、特に前記切削エッジからの距離を、０～３ｍｍ、好ましくは０．１～０．３ｍｍに調整される、
    請求項８～１４のいずれか一項に記載の方法。
    

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