NL2001212C2 - Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. - Google Patents
Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2001212C2 NL2001212C2 NL2001212A NL2001212A NL2001212C2 NL 2001212 C2 NL2001212 C2 NL 2001212C2 NL 2001212 A NL2001212 A NL 2001212A NL 2001212 A NL2001212 A NL 2001212A NL 2001212 C2 NL2001212 C2 NL 2001212C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- processing
- curvature
- guide means
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
- B23K26/0846—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
- B23K2103/40—Paper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat
De uitvinding betreft een werkwijze voor het door middel van laser bewerken van een 5 beweegbaar substraat, waarbij de bewerking leidt tot het vrijkomen van los materiaal uit het substraat.
De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat, waarbij de bewerking leidt tot het vrijkomen van los 10 materiaal uit het substraat, waarbij de inrichting geleidemiddelen voor het geleiden van het substraat en laserbewerkingsmiddelen omvat, welke laserbewerkingsmiddelen zijn ingericht voor het in een laserbewerkingsgebied op het substraat werpen van een het substraat bewerkende laserspot.
15 Bij het uitsnijden van gaten in een substraat ontstaat een los deel dat beheerst moet worden afgevoerd om te voorkomen dat het deel in de richting naar de laserbundel toe zou bewegen en daar zoveel energie van de laserbundel zou absorberen dat de bewerking zou stoppen. Evenmin mag een slechts gedeeltelijk uitgesneden deel naar de laserbundel toe omklappen en een nog te bewerken deel van het substraat afdekken.
20
Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke werkwijze en inrichting waarbij deze nadelen worden vermeden.
Dit doel wordt bereikt doordat tijdens het bewerken van het substraat aan de zijde van 25 het substraat waar het substraat door de laserbundel wordt getroffen een hogere gasdruk heerst dan aan de andere zijde van het substraat.
Voorts wordt dit doel bereikt door een dergelijke inrichting die is voorzien van middelen voor het aan de zijde van het substraat waar het substraat door de laserbundel 30 wordt getroffen opwekken van een gasdruk die hoger is dan de gasdruk aan de andere zijde van het substraat.
De ervaring leert dat de hierboven genoemde maatregelen niet steeds voldoende zijn voor het volledig verwijderen van het vrijgekomen materiaal.
2
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het substraat tijdens of na de bewerking in een gekromde positie gedrongen.
5 Als gevolg van de stijfheid van het materiaal zal het nog gedeeltelijk aan het substraat gehechte deel de richtingsverandering van het substraat niet volgen. Hierdoor wordt het deel gemakkelijker gescheiden van het substraat. Ook wordt deze scheiding bevorderd door de massatraagheid van de gedeeltelijk losgemaakte delen; deze hebben immers de neiging hun oorspronkelijke baan te vervolgen, terwijl het substraat, als gevolg van de 10 richtingsverandering een andere baan doorloopt.
De uitvinding wordt eveneens geïmplementeerd door een dergelijke inrichting waarbij de geleidemiddelen zijn ingericht voor het onderwerpen van het substraat aan tenminste een kromming .
15
Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt het substraat na de bewerking in een gekromde positie bewogen. Immers dan zijn eventuele uitgesneden delen meer volledig los gesneden van het substraat, zodat deze gemakkelijker van het substraat worden gescheiden. Dit is bijvoorbeeld het geval bij schuurpapier met een grove korrel, 20 waarbij de korrels de effectiviteit van de laserbundel in het substraat wel verhinderen en het substraat niet overal langs de omtrek van het uit te snijden deel geheel wordt doorboord. Door de gekromde positie waarin het substraat na de bewerking, dat wil zeggen na het zo veel mogelijk losmaken van het uit te snijden deel, wordt gedrongen, ondervindt het los te snijden deel een extra kracht, waardoor het naar gemakkelijker los 25 raakt van het substraat. Deze uitvoeringsvorm verschaft eveneens de maatregel dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het onderwerpen van het substraat aan een kromming nadat het substraat met laser is bewerkt.
Het is constructief aantrekkelijk wanneer de geleidemiddelen zijn een draaibare rol 30 omvatten die is ingericht voor het veroorzaken van de kromming nadat het substraat door laser is bewerkt.
Het is echter eveneens mogelijk het substraat tijdens de bewerking aan een kromming te onderwerpen. Hierdoor kunnen kleinere, reeds geheel losgesneden delen al worden 3 afgevoerd. Voorts is het bij laserbewerkingen vrijwel altijd nodig dat de laserbundel tot een spot wordt gefocusseerd ter plaatse van het oppervlak van het substraat of binnen de dikte van het substraat. Naast de inzet van geschikte optische middelen voor het manipuleren van de focussering dient het substraat zich op een gedefinieerde positie te 5 bevinden. Voor een substraat in de vorm van een web of doorgaande baan wordt dit meestal bereikt door het web in de bewegingsrichting onder een mechanische spanning te houden en het over twee rollen aan weerszijden van het laserwerkgebied te leiden. Hierdoor wordt het web opgespannen tussen de twee rollen en is de positie ervan, in het bijzonder in de hoofdrichting van de laserbundel goed gedefinieerd. Toch kunnen als 10 gevolg van bijvoorbeeld veranderingen in de trekkracht van het web, luchtdrukverschillen en -variaties aan weerszijden van het substraat in de vorm van een web afwijkingen optreden van de gewenste positie van het substraat. Dit geldt zelfs sterker bij een substraat in de vorm van losse bladen of vellen waarbij de voorrand door middel van grijporganen wordt aangegrepen en waarbij de rest van het blad of vel tegen 15 een zuigplaat aan wordt gezogen. In beide gevallen geldt bovendien dat het bij een groter laserwerkgebied moeilijker wordt de positie van het substraat nauwkeurig te handhaven. Om ook deze problemen te verminderen kunnen de hierboven genoemde maatregelen volgens de voorkeursuitvoeringsvorm worden toegepast. Deze maatregelen maken gebruik van de stijfheid van het veelal slappe substraat die wordt vergroot 20 wanneer een kromming in het substraat wordt aangebracht. Anders gesteld, verzet het gekromde substraat zich meer dan een vlak substraat tegen uitwijkingen loodrecht op het substraat. Voorts stelt deze uitvoeringsvorm voor dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het in het laserwerkgebied aan een kromming onderwerpen van het substraat.
25
De stijfheid van het substraat neemt gewoonlijk toe met een kleinere kromtestraal. Er zijn nog andere overwegingen die een rol spelen bij het bepalen van de straal. Zo dient de laserbundel vanaf de bolle of de holle zijde van het substraat op het substraat te worden gericht. Wanneer de laserbundel de bolle zijde van het substraat raakt, worden 30 er hoge eisen gesteld aan de optische middelen voor het in focus houden van de laserspot. Immers, naar de bolle zijde gaande, moet bij uitwijkingen van de laserbundel ten opzichte van de loodrechte positie niet alleen de bij een vlak substraat reeds aanwezige grotere afstand worden gecompenseerd, maar eveneens de grotere afstand als gevolg van de kromming. Een ander nadeel is dat de laserbundel het substraat onder 4 een hoek raakt die aanzienlijk kleiner is dan 90°, waardoor de nauwkeurigheid van de positionering in het vlak van het substraat afneemt, maar ook de vorm van de spot -uitgaande van een cirkel wanneer de laserbundel het substraat onder een rechte hoek raakt - gelijk wordt aan een ellips. Het laservermogen per oppervlak neemt hierdoor in 5 belangrijke mate af. In extreme gevallen zal zelfs vergroting van het laservermogen noodzakelijk zijn voor het in voldoende mate uitvoeren van de gewenste bewerking.
Om deze nadelen te verminderen verschaft een voorkeursuitvoeringsvorm de maatregel dat de holle zijde van het substraat naar de laserbundel is toegekeerd. Dezelfde uitvoeringsvorm verschaft eveneens de maatregel dat de geleidemiddelen zijn ingericht 10 voor het in het naar de laserbundel toekeren van de holle zijde van het substraat. Aan de holle zijde van het substraat compenseren beide aan de bolle zijde de afstand vergrotende afwijkingen elkaar tenminste gedeeltelijk waardoor er minder eisen worden gesteld aan de optische middelen die zorgdragen voor het in focus houden van de laserspot. Voorts heeft deze maatregel het voordeel dat bij de laserbewerking 15 losgeraakte delen terecht komen aan de van de laserbewerkingsmiddelen afgekeerde zijde van het substraat waar geen gevaar voor het blokkeren van de laserbundel bestaat en meestal meer ruimte beschikbaar is. Hierbij wordt opgemerkt dat de as van de kromming zich in verschillende richtingen uit kan strekken; niet alleen parallel aan de bewegingsrichting en loodrecht daarop, maar eveneens onder een hoek die kleiner is 20 dan 90° ten opzichte van de bewegingsrichting.
Weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat het substraat gedurende de bewerking gekromd is in een boog, waarvan het middelpunt samenvalt met de rotatieas van een bestuurbare afbuigspiegel, die de laserbundel afbuigt in het 25 vlak van de kromming van het substraat en de maatregel dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het tot in een cirkelboog dwingen van het substraat en dat de as van de afbuigspiegel van de laserbewerkingsmiddelen zich bevindt in het middelpunt van de cirkelboog. Als gevolg van deze maatregelen blijft de afstand tussen de afbuigspiegel en het substraat gelijk, onafhankelijk van de afbuighoek van de afbuigspiegel.
30
Zoals reeds eerder is vermeld, wordt er bij bewerkingen tijdens de beweging van het substraat veelal gebruik gemaakt van een langwerpig laserwerkveld, waarvan de langste afstand zich niet noodzakelijkerwijs, doch veelal in de bewegingsrichting uitstrekt. De uitwijkingen van de laserbundel in deze richting zijn dan ook groter dan die in de 5 richting dwars daarop. Door de as van de kromming zich dwars op de grootste afmeting van het laserwerkveld uit te laten strekken, wordt het meeste voordeel van deze maatregel verkregen.
5 Omdat, zoals hierboven is vermeld, het langwerpige laserwerkveld zich met zijn langste afmeting veelal in de bewegingsrichting uitstrekt, is het aantrekkelijk wanneer de as van de kromming zich dwars op de bewegingsrichting van het substraat uitstrekt.
De gewenste kromming van het substraat kan op verschillende manieren worden 10 verkregen, bijvoorbeeld door een gebogen geleider waarlangs het substraat wordt geleid, die moet zijn voorzien van aandrukmiddelen voor het tegen de geleider aandringen van het substraat. De gebogen geleider kan de vorm hebben van een vast opgesteld cilindersegment of van een roteerbare cilinder.
15 Het is echter eveneens mogelijk de gebogen geleider uit te voeren in de vorm van een luchtlager. Een luchtlager heeft het voordeel van een minimale wrijving, zodat de middelen voor het tegen het luchtlager aandringen van het substraat als gevolg de minimale wrijving tussen substraat en luchtlager eveneens is staat zijn het substraat in de bewegingsrichting aan te drijven zodat deze uitvoeringsvorm in het bijzonder, doch 20 niet uitsluitend geschikt is voor transport van substraat in de vorm van losse vellen.
Door het minimale of zelfs ontbrekende contact tussen luchtlager en substraat is deze uitvoeringsvorm ook bijzonder geschikt voor het bewerken van substraten waarvan het oppervlak door aanraking beschadigd kan worden.
25 Volgens weer een andere uitvoeringsvorm wordt het substraat door tenminste een drijfriem tegen de tenminste ene geleider aan gedrongen en omvatten de aandrukmiddelen tenminste een drijfriem die is ingericht voor het tegen elk van de geleiders aandrukken van het substraat. In het bijzonder is de drijfriem hierbij eveneens geschikt voor het meenemen van het substraat, hetgeen in het bijzonder voor substraat 30 in de vorm van vellen van belang is. In plaats van een drijfriem of riemen, kan ook gebruik worden gemaakt van rollen voor het tegen de geleider aandrukken van het substraat, mogelijkerwijs in combinatie met drijfriemen.
6
Zowel de roteerbare cilinders als de luchtlagers kunnen dubbel zijn uitgevoerd om plaats te bieden voor de laserbewerkingsmiddelen. Dan ontstaat de uitvoeringsvorm waarbij de inrichting twee roteerbare concentrische cilinders of twee zich parallel uitstrekkende luchtlagers omvat en waarbij de laserbewerkingsmiddelen zich tenminste 5 gedeeltelijk tussen beide cilinders of luchtlagers in bevinden.
Ter vereenvoudiging van de constructie en om de betreffende inrichting gemakkelijk te kunnen aanpassen aan verschillende formaten van substraat en posities van de bewerkingen op het substraat, is het aantrekkelijk wanneer de roteerbare cilinders of de 10 luchtlagers en de aandrukmiddelen tezamen met middelen voor het wegvoeren van ontstaan los materiaal op een enkele drager zijn geplaatsten en die bij voorkeur dwars op de transportrichting van het substraat verplaatst en gefixeerd kan worden zoals vereist door het te bewerken substraat.
15 Ten slotte kunnen op dezelfde drager afschermmiddelen zijn geplaatst voor het tegen laserstraling afschermen van de omgeving, waardoor deze middelen tegelijk met de verplaatsing van de bewerkingsmiddelen verplaatst worden.
Alhoewel de maatregelen volgens de uitvinding in het bijzonder van toepassing zijn bij 20 de hierboven geschetste situatie, waarbij het substraat continu beweegt, zijn deze ook van toepassing bij stapsgewijs plaatsvindende bewegingen, waarbij de bewerkingen van het substraat tijdens stilstand van het substraat plaatsvinden.
De bovengenoemde maatregelen kunnen worden toegepast op een substraat in de vorm 25 van een aaneengesloten drager maar ook op een substraat in de vorm van losse vellen.
Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin voorstellen:
Figuur 1: een schematisch aanzicht van een substraat dat na het ondergaan van een 30 laserbewerking over een rol wordt geleid;
Figuur IA: een schematisch aanzicht van een door een laserbundel bewerkt substraat waarbij tussen beide zijden van het substraat een drukverschil is aangelegd;
Figuur 2: een schematische aanzicht van een substraat dat tijdens het ondergaan van een laserbewerking over gebogen geleiders wordt geleid; 7
Figuur 3: een schematisch dwarsdoorsnedeaanzicht van de in figuur 2 weergegeven situatie;
Figuur 4A en 4B: met figuur 3 overeenkomende aanzichten van alternatieve situaties; Figuur 5: een schematische perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van 5 de in figuur 3 weergegeven structuur;
Figuur 6: een doorsnedeaanzicht van een andere uitvoeringsvorm van de in figuur 3 weergegeven structuur; en
Figuur 7: een dwarsdoorsnedeaanzicht van een variant van de in figuur ??? afgebeelde uitvoeringsvorm.
10
In figuur 1 is een stroomafwaarts van een laserbewerkingsinrichting gelegen deel een het substraat 1 getoond. Het substraat 1 is daarbij over een rol 15 geleid, die deel uitmaakt van de geleidemiddelen voor het substraat 1. De rol 15, draagt, tezamen met de daarop volgende geleidemiddelen zorg voor een kromming en een richtingsverandering 15 van het substraat 1. Deze kromming van het substraat 1, maakt dat bij het laserbewerkingsproces slechts gedeeltelijk losgemaakte delen 16 gemakkelijker losbreken van het substraat 1. Dit gebeurt des te gemakkelijker naarmate de kromtestraal kleiner is en de stijfheid van het substraat groter is.
20 Voorts vindt het laserbewerkingsproces en daarmede samenhangend het transport van het substraat 1 veelal op hoge snelheid plaats. Wanneer het substraat aan een richtingsverandering wordt onderworpen, zullen losse of beperkt aan het substraat 1 gehechte delen 16 niet alleen als gevolg van hun eigen stijfheid, maar ook als gevolg van hun massatraagheid de neiging hebben hun oorspronkelijk traject voort te zetten.
25 Ook dit vormt een mechanisme dat de scheiding tussen losse delen 16 en substraat 1 bevordert. Het zal duidelijk zijn dat in plaats van een rol 15, die al of niet mee roteert, ander richtingsveranderende elementen kunnen worden toegepast.
In figuur IA is opnieuw het door een laserbundel bewerkte substraat 1 getoond, maar 30 hierbij zijn middelen aangebracht voor het veroorzaken van een drukverschil tussen de zijde van het substraat waar de laserbundel 2 het substraat treft en de andere zijde van het substraat. Hiertoe is een doos 10 aangebracht, die is voorzien van een zich rondom uitstrekkende spleet 11 waar het substraat 1 zich doorheen uitstrekt. Het is echter eveneens mogelijk gebruik te maken van twee elk in tegenoverliggende zijden 8 aangebrachte spleten, waar het substraat zich doorheen uitstrekt. In de wand 12 van de doos 10 aan de zijde van de laserbron is een venster 13 aangebracht waar de laserbundel 2 zich doorheen uitstrekt. Dit venster 13 kan zijn gesloten met een materiaal dat transparant is voor laserlicht van de betreffende frequentie. De inhoud van de doos 11 5 wordt aldus door het substraat verdeeld in twee delen. De aldus gevormde delen zijn met elkaar gekoppeld door een luchtpomp 14, die dient voor het opwekken van een drukverschil tussen beide delen. Uiteraard kunnen verschillende niet in de tekeningen weergegeven schotten zijn aangebracht voor het voorkomen van kortsluiting van het luchtdrukverschil aan beide zijden van het substraat.
10
Als gevolg van dit drukverschil zullen losse delen van het substraat, die bij voorbeeld ontstaan omdat de spot 3 van de laserbundel 2 een gesloten kromme heeft doorlopen, door het drukverschil naar de van de laserbron afgekeerde zijde van het substraat 1 worden bewogen. Hierdoor wordt voorkomen dat deze vrijkomende delen de verdere 15 werking van de laserbundel 2 verstoren. Het is overigens eveneens mogelijk dat de afbuiginrichting van de laser - een voldoende grote dimensionering van de doos 10 voorondersteld - binnen de doos 10 is geplaatst.
Zoals in de aanhef reeds is genoemd, is het, in het bijzonder bij een substraat met 20 weinig stijfheid aantrekkelijk om het substraat 1 gedurende de laserbewerking in een gebogen positie te dwingen. Hiermede wordt niet alleen door de richtingsverandering waar het substraat aan wordt onderworpen de scheiding tussen substraat 1 en losgemaakte delen bevorderd, maar bovendien wordt hierdoor de positie van het substraat 1 beter gedefinieerd zodat de positie van het substraat 1 nauwkeuriger 25 samenvalt met het brandpunt van de laserbundel 2. Figuur 2 toont een deel van de geleidemiddelen dat gebogen geleiders 20 en een daaraan voorafgaande rol 21 en een daarop volgende rol 22 omvat. De beide gebogen geleiders 20 dwingen, geholpen door de trekspanning in het substraat 1, het substraat 1 in een enkelgckromde vorm waardoor de stijfheid van het substraat wordt vergroot en daarmede de positie dwars op de 30 hoofdrichting van de laserbundel binnen het laserwerkveld wordt gestabiliseerd. Het is overigens eveneens mogelijk dat het substraat is gekromd om een as die zich parallel aan of schuin ten opzichte van de bewegingsrichting uitstrekt.
9
Figuur 3 toont een doorsnede-aanzicht van dezelfde situatie, waarbij bovendien een deel van de de bewerking uitvoerende laserbundel 2 en de de positie van de laserspot 4 besturende elementen is weergegeven. Uit deze figuur blijkt hoe de afbuiging van de laserbundel 2 in het vlak van de tekening plaats vindt door de spiegel 25, waarvan de as 5 27 samenvalt met het middelpunt van de cirkelboog waarin het substraat 1 gedwongen wordt door de gebogen geleiders 20. Als gevolg van deze maatregel is de afstand R tussen de spiegel 25 en het substraat 1 onafhankelijk van de afbuighoek van de laserbundel 2 door de spiegel 25, waardoor tussen de laserbron 18 en de spiegel 15 geplaatste focusseringsmiddelen 26 van de laserbundel 2 geen aanpassingen behoeven 10 uit te voeren.
Deze maatregelen zijn verder verduidelijkt in de figuren 4A en 4B. Hierin toont figuur 4A hoe bij een vlakke geleiding en aldus vlakke positionering van het substraat, de afstand tussen afbuigende spiegel en substraat afhankelijk is van de afbuighoek van de 15 spiegel, hetgeen een optische dynamische aanpassing vereist om de focussering te handhaven. Voorts treft de laserbundel 2 het substraat 1 onder een van 90° verschillende hoek, waardoor de in het algemeen ronde laserbundel 2 een ovale spot 4’ op het substraat 1 veroorzaakt, hetgeen de energiedichtheid verkleint waardoor de effectiviteit afneemt. Uit figuur 4B blijkt hoe deze nadelen worden vermeden door de gekozen 20 geometrie.
Er wordt op gewezen dat overigens de laserbundel 2 niet alleen in het vlak van het papier van de figuren 3 en 4 wordt afgebogen, maar eveneens in de richting dwars daarop. Het is in principe mogelijk het substraat in een desbetreffende richting krom te 25 laten geleiden ter verkrijging van dezelfde voordelen. Omdat het in het algemeen niet mogelijk is het substraat in beide richtingen te krommen, kunnen beide configuraties niet worden gecombineerd, zodat er steeds toch optische aanpassing zal moeten worden uitgevoerd ter compensatie van variërende weglengte van de laserbundel.
30 In figuur 5 is een schematisch aanzicht getoond van een uitvoeringsvorm van de geleidemiddelen voor het in een kromming dwingen van het substraat. Hierbij is, als alternatief voor de gebogen strookvormige geleiders van figuur 2, gebruik gemaakt van holle cilinders 30, welke om dezelfde geometrische as 31 draaibaar zijn gepositioneerd. Zij zijn elk aan een asstomp 32 bevestigd. De cilinders 30 zijn aan hun mantelvlak 33 10 van perforaties 34 voorzien. In het inwendige van de cilinders 30 kan een onderdruk worden aangebracht die via de perforaties 34 het substraat 1 tegen het mantelvlak 33 aantrekt. Bij voorkeur zijn in het inwendige van de cilinders 30 middelen aangebracht voor het slechts een met de geleidingshoek overeenkomende hoek aanleggen van een 5 vacuüm op de perforaties 34, zodat het substraat 1 gemakkelijk van de cilinders 31 kan worden gescheiden. Hiervoor kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een segmentvormig deel dat in de cilinders 30 is geplaatst en dat met een vacuümpomp is verbonden. Het is overigens eveneens mogelijk gebruik te maken van geleide-rollen of -banden voor het tegen de cilinders 30 aandrukken van het substraat 1. Het zal 10 duidelijk zijn dat de ruimte tussen de cilinders 30 beschikbaar is voor het door laser bewerken van het substraat.
Figuur 6 toont een doorsnede-aanzicht van een tweede alternatief voor de configuratie van figuur 2. Hierbij zijn in plaats van geleiders 20 of cilinders 30 twee dozen 41 15 toegepast die van een gebogen geleidervlak 42 zijn voorzien waarin perforaties 43 zijn aangebracht. Het inwendige van de dozen 41 is met een drukpomp verbonden, waardoor lucht uit de perforaties 43 stroomt en tussen het geleidervlak en het substraat een dunne luchtlaag wordt gevormd. Aldus is een luchtlager gevormd. Omdat een luchtlager geen krachten op het substraat kan uitoefenen, vindt de aandrijving plaats door de banden 44 20 die het substraat tegen het luchtlager 42 aandrukken en die gespannen zijn over poelies 45, 46 en 47, waarvan er een, 47 wordt aangedreven. Overigens kan eveneens gebruik worden gemaakt van andere, niet in de tekening weergegeven aandrijf- en spanmiddelen voor het substraat. Tevens is een spaninrichting 48 voor de banden 44 aanwezig. Bovendien zijn rollen 49 aangebracht. Uiteraard is het mogelijk andere configuraties 25 van rollen en banden te gebruiken voor het tegen het luchtlager 42aandringen van het substraat.
In figuur 7 is een schematisch dwarsdoorsnedeaanzicht afgebeeld van de in figuur 6 afgebeelde laserbewerkingsinrichting waarbij de bewegingsrichting van het substraat 30 zich dwars op het vlak van de tekening uitstrekt. Uit deze figuur blijkt dat de luchtlagers 42 uit de configuratie van figuur 6 bij deze uitvoeringsvorm aan de bovenzijde van het substraat 1 aan weerzijden tot een eenheid 50 zijn samengevoegd. Binnen deze eenheid 50 is een wegneembare bak 51 aangebracht, die ter reiniging kan worden weggenomen. Deze is tenminste aan zijn bovenvlak voorzien van een opening of een voor de 11 toegepaste laserbundel transparant venster. Aan de onderzijde zijn de riemen en geleiderollen tot een overeenkomstige eenheid 52 samengevoegd. Ook binnen deze eenheid is een wegneembare bak 53 aanwezig. Om instelling en aanpassing van de laserbewerkingsrichting aan verschillende papierformaten en bewerkingsposities binnen 5 het substraat mogelijk te maken, zijn beide boven en onder het substraat 1 aanwezige eenheden star met elkaar verbonden via een drager 55 die dwars op de transportrichting van het substraat verplaatst en gefixeerd kan worden.
Claims (26)
1. Werkwijze voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat, waarbij de bewerking leidt tot het vrijkomen van los materiaal uit het 5 substraat, met het kenmerk, dat tijdens het bewerken van het substraat aan de zijde van het substraat die door de laserbundel wordt getroffen, een hogere druk heerst dan aan de andere zijde van het substraat.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het substraat tijdens of 10 na de bewerking aan een kromming wordt onderworpen.
3. Werkwijze volgens conclusie lof 2, met het kenmerk, dat het substraat na de bewerking in een gekromde positie wordt gedrongen.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerkdat het substraat tijdens de bewerking in een gekromde positie wordt gedrongen.
5. Werkwijze volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de holle zijde van de kromming van het substraat naar de laserbron is toegekeerd. 20
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het substraat gedurende de bewerking gekromd is in een boog, waarvan het middelpunt samenvalt met de rotatieas van een bestuurbare afbuigspiegel, die de laserbundel afbuigt in het vlak van de kromming van het substraat. 25
7. Werkwijze volgens conclusie 3, 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat de laser het substraat binnen een langwerpig werkveld bewerkt en dat de as van de kromming zich dwars op de grootste afmeting van het werkveld uitstrekt.
8. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-7, met het kenmerk, dat de as van de kromming zich dwars op de bewegingsrichting van het substraat uitstrekt.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het substraat tijdens de laserbewerking over tenminste een gebogen geleider wordt geleid.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de geleider als luchtlager functioneert.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het substraat door tenminste een drijfriem tegen het tenminste ene luchtlager aan wordt gedrongen.
12. Inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat, waarbij de bewerking leidt tot het vrijkomen van los materiaal uit het 10 substraat, waarbij de inrichting omvat: - geleidemiddelen voor het geleiden van het substraat: - laserbewerkingsmiddelen die zijn ingericht voor het in een laserbewerkingsgebied op het substraat werpen van een het substraat bewerkende laserspot, gekenmerkt door middelen voor het aan de zijde van het substraat waar het substraat door de laserbundel 15 wordt getroffen, opwekken van een hogere druk dan aan de andere zijde van het substraat.
13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het onderwerpen van het substraat aan tenminste een kromming . 20
14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het onderwerpen van het substraat aan een kromming nadat het substraat door laser is bewerkt.
15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen een draaibare rol omvatten, die is ingericht voor het veroorzaken van de kromming.
16. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het in het laserwerkgebied aan een kromming onderwerpen van het 30 substraat. 0
17. Inrichting volgens conclusie 14, 15 of 16, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het naar de laserbron toekeren van de holle zijde van het substraat.
18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen zijn ingericht voor het tot in kromming volgens een cirkelboog dringen van het substraat en dat de rotatieas van een afbuigspiegel die is ingericht voor het afbuigen van de laserbundel in het vlak van de kromming van het substraat, zich bevindt in het middelpunt van de cirkelboog. 10
19. Inrichting volgens een van de conclusies 17 of 18, met het kenmerk, dat de laser is ingericht voor het bewerken van het substraat binnen een langwerpig werkveld en dat de as van de kromming zich dwars op de grootste afmeting van het werkveld uitstrekt. 15
20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de as van de kromming zich dwars op de bewegingsrichting van het substraat uitstrekt.
21. Inrichting volgens een van de conclusies 12-20, met het kenmerk, dat de 20 geleidemiddelen tenminste een roteerbare cilinder met aandruk- of aanzuig-middelen voor het tegen de roteerbare cilinder aandringen van het substraat omvatten.
22. Inrichting volgens conclusie 17-20, met het kenmerk, dat de geleidemiddelen tenminste een luchtlager met een gekromd geleidevlak omvatten. 25
23. Inrichting volgens conclusie 21 of 22, met het kenmerk, dat de aandrukmiddelen tenminste een drijfriem omvatten waarbij elke drijfriem is ingericht voor het tegen een van de luchtlagers of cilinders aandrukken van het substraat.
24. Inrichting volgens een van de conclusies 22 of 23, met het kenmerk, dat de inrichting twee zich parallel uitstrekkende luchtlagers of cilinders omvat en dat de laserbewerkingsmiddelen zich tenminste gedeeltelijk tussen beide luchtlagers in bevinden.
25. Inrichting volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat de roteerbare cilinders of de luchtlagers en de aandrukmiddelen tezamen met middelen voor het wegvoeren van ontstaan los materiaal op een enkele drager zijn geplaatst.
26. Inrichting volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat op de drager tevens afschermmiddelen voor het tegen laserstraling afschermen van de omgeving zijn geplaatst.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2001212A NL2001212C2 (nl) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. |
PCT/NL2009/050026 WO2009093899A1 (en) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Method and device for processing a movable substrate by means of laser |
RU2010135352/02A RU2496623C2 (ru) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Способ и устройство для обработки перемещаемой подложки при помощи лазера |
US12/863,830 US8563895B2 (en) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Method and device for processing a movable substrate by means of laser |
EP09703741.0A EP2268447B1 (en) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Method and device for processing a movable substrate by means of laser |
CN200980102981.8A CN101925435B (zh) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | 用于借助激光处理可运动衬底的方法和设备 |
ES09703741.0T ES2552814T3 (es) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Método y dispositivo para procesar un sustrato móvil por medio de láser |
CA2711664A CA2711664C (en) | 2008-01-24 | 2009-01-22 | Method and device for processing a movable substrate by means of laser |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2001212A NL2001212C2 (nl) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. |
NL2001212 | 2008-01-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL2001212C2 true NL2001212C2 (nl) | 2009-07-27 |
Family
ID=39767229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL2001212A NL2001212C2 (nl) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8563895B2 (nl) |
EP (1) | EP2268447B1 (nl) |
CN (1) | CN101925435B (nl) |
CA (1) | CA2711664C (nl) |
ES (1) | ES2552814T3 (nl) |
NL (1) | NL2001212C2 (nl) |
RU (1) | RU2496623C2 (nl) |
WO (1) | WO2009093899A1 (nl) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9029731B2 (en) | 2007-01-26 | 2015-05-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for laser processing continuously moving sheet material |
DE102011105957A1 (de) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Daimler Ag | System zum Schneiden von Folie insbesondere für Membran-Elektronen-Einheiten von Brennstoffzellen |
EP3177421B1 (de) * | 2014-08-05 | 2019-03-20 | Wsoptics GmbH | Prozess und schneidvorrichtung zur trennenden bearbeitung eines werkstücks |
WO2016185445A2 (en) * | 2015-05-20 | 2016-11-24 | Gomma Creations Inc. | A silicone rubber fabric and a method of laser cutting thin pliable sheets to produce the fabric |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2303095A (en) * | 1995-07-07 | 1997-02-12 | Hitachi Cable | Dicing substrates |
JP2001105170A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
EP1449798A2 (en) * | 2003-02-19 | 2004-08-25 | Presco Laser Systems, L.L.C. | Web securing system for laser processing |
JP2008023548A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Apic Yamada Corp | 切断装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3970819A (en) * | 1974-11-25 | 1976-07-20 | International Business Machines Corporation | Backside laser dicing system |
JPS60177987A (ja) | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザ加工装置 |
RU2098871C1 (ru) * | 1995-08-08 | 1997-12-10 | Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" | Способ разделки и замены технологических каналов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов канального типа |
RU2172233C2 (ru) * | 1999-06-29 | 2001-08-20 | Жулев Юрий Григорьевич | Способ и устройство для резки материалов лазерным лучом |
UA38145A (uk) * | 2000-06-02 | 2001-05-15 | Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут" | Спосіб лазерної різки |
-
2008
- 2008-01-24 NL NL2001212A patent/NL2001212C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-01-22 WO PCT/NL2009/050026 patent/WO2009093899A1/en active Application Filing
- 2009-01-22 CN CN200980102981.8A patent/CN101925435B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-22 ES ES09703741.0T patent/ES2552814T3/es active Active
- 2009-01-22 RU RU2010135352/02A patent/RU2496623C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-01-22 US US12/863,830 patent/US8563895B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-22 EP EP09703741.0A patent/EP2268447B1/en not_active Not-in-force
- 2009-01-22 CA CA2711664A patent/CA2711664C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2303095A (en) * | 1995-07-07 | 1997-02-12 | Hitachi Cable | Dicing substrates |
JP2001105170A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
EP1449798A2 (en) * | 2003-02-19 | 2004-08-25 | Presco Laser Systems, L.L.C. | Web securing system for laser processing |
JP2008023548A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Apic Yamada Corp | 切断装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2711664A1 (en) | 2009-07-30 |
ES2552814T3 (es) | 2015-12-02 |
WO2009093899A1 (en) | 2009-07-30 |
US8563895B2 (en) | 2013-10-22 |
US20110168683A1 (en) | 2011-07-14 |
CA2711664C (en) | 2016-08-30 |
RU2010135352A (ru) | 2012-02-27 |
RU2496623C2 (ru) | 2013-10-27 |
EP2268447A1 (en) | 2011-01-05 |
CN101925435B (zh) | 2014-09-17 |
EP2268447B1 (en) | 2015-08-19 |
CN101925435A (zh) | 2010-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL2001212C2 (nl) | Werkwijze en inrichting voor het door middel van laser bewerken van een beweegbaar substraat. | |
JPH08225230A (ja) | 薄いウエブの切断装置並びに方法 | |
JP6396344B2 (ja) | 毛髪切断デバイス | |
KR101785133B1 (ko) | 절단기, 이를 구비하는 슬리터기 및 필름의 절단 방법 | |
JP6270200B2 (ja) | インモールドラベル成形用のラベル形成装置及びラベル形成方法 | |
US20160083898A1 (en) | Process and system for laser-cutting a shape in a moving web | |
US20220297237A1 (en) | Device for manufacturing electrode | |
US20160046132A1 (en) | Laser processing apparatus and printing apparatus | |
US6924829B2 (en) | Web processing method and web processing device | |
JP2003064592A (ja) | 繊維質ウェブを処理するための装置 | |
BR112019010757A2 (pt) | dispositivo de enfraquecimento e processo para enfraquecimento de materias de embalagem | |
FI83402C (fi) | Skaeranordning foer pappersbana. | |
JP5910532B2 (ja) | 搬送装置 | |
NL9000224A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende papierbaan. | |
JP7515377B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP2018165047A (ja) | ラベルロールのフルカット装置 | |
JP7460405B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP4218030B2 (ja) | シート形状測定方法及び装置 | |
EP4345964A1 (en) | Web conveying device | |
JP6936971B2 (ja) | 台、切断装置および切断方法 | |
JP2014012289A (ja) | ミシン目形成装置 | |
JP2016040108A (ja) | レーザー加工装置および印刷装置 | |
JPH04354614A (ja) | サイドトリマのスクラップガイド装置 | |
US1100470A (en) | Splitting or skiving machine. | |
AU2022237700A1 (en) | Method for processing a cardboard with a laser beam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
TD | Modifications of names of proprietors of patents |
Effective date: 20100824 |
|
MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20200201 |