WO2010112449A1 - Herstellunsverfahreng von filtern unter verwendung eines laserstrahles mit einstellung des durchmessers des laserstrahles; hergestellter filter; anlage zur durchführung des herstellungsverfahrens - Google Patents

Herstellunsverfahreng von filtern unter verwendung eines laserstrahles mit einstellung des durchmessers des laserstrahles; hergestellter filter; anlage zur durchführung des herstellungsverfahrens Download PDF

Info

Publication number
WO2010112449A1
WO2010112449A1 PCT/EP2010/054074 EP2010054074W WO2010112449A1 WO 2010112449 A1 WO2010112449 A1 WO 2010112449A1 EP 2010054074 W EP2010054074 W EP 2010054074W WO 2010112449 A1 WO2010112449 A1 WO 2010112449A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser beam
metal surface
filter
laser
diameter
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/054074
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jean Bäbler
Hans Jöhr
Original Assignee
Adval Tech Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adval Tech Holding Ag filed Critical Adval Tech Holding Ag
Publication of WO2010112449A1 publication Critical patent/WO2010112449A1/de

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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/06—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor
    • A47J31/0657—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor for brewing coffee under pressure, e.g. for espresso machines
    • A47J31/0663—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor for brewing coffee under pressure, e.g. for espresso machines to be used with loose coffee
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/012—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/03—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements self-supporting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/111—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/31—Self-supporting filtering elements
    • B01D29/35—Self-supporting filtering elements arranged for outward flow filtration
    • 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
    • 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • 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
    • 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
    • B23K26/384—Removing material by boring or cutting by boring of specially shaped holes
    • 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
    • B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/002—Construction of cooking-vessels; Methods or processes of manufacturing specially adapted for cooking-vessels
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • 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
    • 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
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • 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
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof

Definitions

  • the present invention relates to the production of filters, e.g. Food filters, such as filter inserts in coffee machines or in milk frothers or filters, such as those used in winemaking. Furthermore, the invention relates to a plant for the production of food filters and a food filter itself.
  • filters e.g. Food filters, such as filter inserts in coffee machines or in milk frothers or filters, such as those used in winemaking.
  • the invention relates to a plant for the production of food filters and a food filter itself.
  • Food filters are used in various areas of processing and processing of liquid foods. For example, in the production of coffee beverages, the coffee powder is placed over a filter and water is passed through the powder and the filter for the preparation of the beverage or pressed.
  • machines are used with replaceable continuous filters, in which a filter insert can be used over several working cycles and replaced after a predetermined period of use.
  • espresso machines use metal filter cartridges.
  • the quality of food processed or processed with the aid of a food filter depends largely on the quality and design of the food filter. For example, the hole shape and hole density of a filter is responsible for foaming on a coffee beverage.
  • a filter insert for espresso machines in which a permanent filter insert is used, in which the filter is produced by piercing a metal surface with tapered spikes.
  • a permanent filter insert in which the filter is produced by piercing a metal surface with tapered spikes.
  • holes have a strong degree of formation and form no sharp edges at the edge of the holes.
  • food filters are known in which holes are made in a metal surface by an etching process. Such methods are known for example from US 5,190,653, here the holes of a filter are produced by a photo-etching. When etching holes, however, it is difficult to maintain an exact predetermined hole shape.
  • etched holes on one side of the disc have a significantly larger diameter than on the opposite side of the filter side, the diameters and their transition are rather arbitrary and not according to given masses.
  • Etching processes are usually only suitable for filters with a thickness of less than 0.3 mm. In an etching process inevitably left over residue of the filter material, which must be removed after the etching by cleaning, for example by electropolishing arise.
  • a production method for filters such as food filters is provided, in which in a metal surface by laser machining of the metal surface at least one filter hole, preferably a plurality of filter holes, preferably all having substantially the same shape, is introduced.
  • a laser beam is generated along an axis z by means of a laser source.
  • the diameter of the laser beam can be adjusted by means of a diameter control unit.
  • the diameter can be varied in one direction x and in one direction y, wherein the direction x and the direction y are perpendicular to each other and to the axis z.
  • the laser beam is focused on the metal surface by means of a guiding optical system.
  • the diameter control unit may change the diameter of the laser beam in the direction x and / or the direction y and thereby produce a filter hole having a varying diameter along a hole axis having.
  • conical holes can be produced with a predetermined cone angle. It is also possible to make holes which change from a circular diameter to an oval diameter or vice versa. Further, it is possible to produce holes with a stepped hole wall, or holes with a defined shape such as triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal holes, etc. With the aid of the inventive manufacturing process, the cycle times in the manufacture of a filter over the method according to be significantly reduced in the prior art. Furthermore, it is possible to produce filters with a greater thickness of the filter surface, so that on the one hand increases their life and on the other hand extends the filter path.
  • a laser source for example, a laser with a frequency between 1 to 500 kHz, preferably between 5 kHz and 100 kHz, preferably in the range between 10 kHz and 50 kHz.
  • a laser source for example, a laser with a frequency between 1 to 500 kHz, preferably between 5 kHz and 100 kHz, preferably in the range between 10 kHz and 50 kHz.
  • the laser source used is preferably ultra-short-pulse lasers or short-pulse lasers. If pulsed lasers are used, it proves to be particularly advantageous if these pulse lengths in the range of 0.5 ps - 1000 ns, preferably from 0.5 to 100ps, more preferably in the range of 1-lOps, because then particularly high precision of the holes produced possible is. In particular, it has been found, especially for the machining of metals, that pulse durations outside the range of 0.5-100 ps, in particular 1-10 ps, are often no longer able to bring any advantages, in other words this range gives an optimum of precision, at higher levels Pulse lengths occur negative thermal effects, at lower is to be expected with beam deformation.
  • the pulse length should be at least 1 fs. In the case of continuous wave laser, the pulse length is unlimited.
  • picosecond laser or femtosecond laser or attosecond laser refers to the pulse width in seconds and thereby immense peak powers can be achieved with ultrashort pulses at very low pulse energies, which proves particularly advantageous in the present method. This means that hardly any heating and therefore no melting takes place before gear and that the frequency between the pulses can not go 500 kHz but only in the GHz range.
  • These may be FIp-NdY AG lasers, fiber lasers, ps lasers, fs lasers etc. act.
  • the laser system used has a high focusability, that is preferably over a small focus diameter of less than or equal to 0.5 mm, ideally in the range of 0.01mm, over a large working distance, that is preferably more than 10 mm, in particular more than 50mm, approximately over and a large depth of field, that is to say in particular over a large Rayleigh length of typically more than 0.5 mm, preferably more than 5 mm.
  • the laser used has a high average light output (average light output during 1 second operation).
  • the average light output can come as a power of a continuous wave laser or by high repetition rate of a high but short-term peak performance of a ultrashort or short pulse laser to conditions.
  • the laser downstream special optics for the generation of doublets, triplets up to x-fold repetition of a pulse to improve the material removal can be used.
  • the beam guidance system covers a working range of> 100mm2.
  • the beam guiding system can be designed as a scanner, by moving the machining head or the table.
  • the beam guidance system can also have optics for the simultaneous creation of holes.
  • the diameter control unit can be given by an optical beam expander, which z. B. expand to ten times the diameter and can reduce again.
  • the steel expander is designed so that it can independently expand or reduce the laser beam in the x direction and in the y direction. In principle, however, it is also possible to provide a diameter control unit which expands the beam in the x direction and in the y direction coupled to one another in the same way. Due to the independent adjustment of the laser beam in the x direction and the y direction, the laser beam can assume an oval shape. If the beam is changed in both directions in the same way, a laser beam with a circular diameter of different size is formed.
  • the beam expander can be given by conventional optics.
  • the guide optics for focusing the laser beam on the metal surface may be given for example by a laser scanner.
  • the laser scanner directs the laser beam in a predetermined direction on the metal surface. This can be perpendicular to Metal surface or at a predetermined angle to the surface of the metal surface.
  • the metal surface is oriented perpendicular to the axis z, so that the axis z is the normal to the surface of the metal surface, and the laser scanner can focus the laser beam along the axis z or at an angle to the axis z on the metal surface.
  • the laser beam is focused on a point on the metal surface on which a filter hole is provided until the metal surface is severed along its thickness and the filter hole is created.
  • the duration until the metal surface is severed determines the length of the time interval T.
  • a multiplicity of laser pulses can thus be directed to this point during the time interval T.
  • the energy of the laser beam, and thus the laser source is tuned to the type of metal of the disks and the thickness of the metal surface.
  • the diameter control unit can change the diameter of the laser beam during the duration of the time interval T, so that the area of the metal surface hit by the laser beam is also varied. For example, at the beginning of the evaporation, a laser beam with a large diameter can be selected, so that a surface with a large diameter is vaporized from the metal surface. During the incidence of the laser beam or between two laser pulses in the time interval T, the diameter of the laser beam can be reduced, so that a smaller area of the metal surface is evaporated.
  • the diameter of the laser beam continuously reduced while the laser beam is directed to a point of the metal surface is formed by the continuous evaporation of a conical filter hole on one side of the metal surface has a large diameter opening and on the opposite side of the metal surface with an opening having a small diameter.
  • the metal surface for the production of the filter eg food filter can be given eg as a single slice in the size of the finished (food.) Filter. It is also possible to provide the metal surface as a large-area metal plate, from which individual filter discs are cut out after the introduction of the filter holes. It is advantageous that the cutting out of the filter discs can also be done by means of the laser beam of the laser source. Furthermore, it is possible to provide the metal surfaces already in a curved shape. Finally, it is also possible to provide a (food) filter with, for example, pot-like form by using a filter according to the invention Manufacturing method produced metal surface after the introduction of the filter holes is formed into a cup shape.
  • metal surfaces having a thickness between 0.05 mm and 0.8 mm.
  • metal surfaces are used with a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm, as in this area optimum evaporation is ensured and a shape of the filter hole is sufficiently pronounced to achieve a desired effect in the filtering of food.
  • a system for carrying out the production method according to the invention has a laser source, at least one laser processing unit with a diameter control unit and a guiding optics and a conveying unit for conveying at least one metal surface relative to the laser processing unit along a conveying direction.
  • the conveyor unit With the conveyor unit a plurality of successively provided on a conveying surface of the conveyor unit metal surfaces can be conveyed past the at least one laser processing unit.
  • the laser processing of the metal surface begins to introduce filter holes in the metal surface.
  • the metal surface remains relative to the conveyor unit at rest and the laser beam is directed by the guide optics to the individual locations of the metal surface, on which filter holes are provided.
  • the conveyor unit further conveys the finished metal surface and guides the next unprocessed metal surface under the laser processing unit.
  • the laser beam of the laser source is divided by means of at least one beam splitter into a plurality of partial beams which run parallel to one another.
  • a diameter control and a guide optics is provided, which can set the diameter of a partial beam and can direct the partial beam to a metal surface.
  • several laser processing units are provided in the system, which are supplied by a laser source and each comprise a diameter control unit and a guide optics.
  • the laser beam of the laser source is divided into four partial beams of the same energy with the aid of four beam splitters in series.
  • the row of partial beams is preferably aligned along the conveying direction of the conveyor unit, but may also be arranged perpendicular to the conveying direction.
  • a laser beam Divide laser source in up to 16 partial beams, which have sufficient energy for laser processing of the metal surface.
  • filter holes can be produced by a percussion method.
  • the laser beam, or the partial beam preferably directed perpendicular to the surface of the metal surface and the filter hole is generated by continuous evaporation and change in the diameter of the laser beam during the time interval T in the metal surface.
  • the jet preferably has a diameter in the range of 0.01 to 0.5 mm. It can filter holes with a cone angle of up to 60 degrees, preferably up to 30 degrees, especially preferably up to 10 degrees are generated. Furthermore, a step-shaped wall of the hole can be produced. Further, with the manufacturing method of the present invention, it is possible to use a trepanning method in which the filter hole is formed by cutting the hole shape out of the metal surface.
  • the laser beam or the partial beam is guided by the guide optics along the circumference of the filter hole over the surface of the metal surface.
  • the beam is preferably guided at an angle of up to 15 degrees to the axis z on the surface of the metal surface.
  • a beam diameter of 0.01 mm to 0.1 mm is preferably selected.
  • conical filter holes with round and oval cross-section, but also other hole shapes can be achieved.
  • the thickness of the metal surface can, as previously mentioned, be up to 0.8 mm.
  • the hole density can be between 1 and 70 holes per square millimeter, preferably between 15 and 40 holes per square millimeter.
  • the distance between the filter holes is between 0.02 mm and 1.5 mm, preferably between 0.05 mm and 0.3 mm. For a filter hole with a diameter of
  • 0.145 mm has a hole spacing of 0.25 mm good results z. B. achieved in the production of coffee drinks. At a diameter of 0.3 mm is preferably z. B. selected a distance of 1.0 mm.
  • Stainless steel is also advantageous because it is food resistant and abrasion resistant, and has sufficient hardness and strength.
  • Food filters produced by the production process according to the invention e.g. Filters for espresso machines, have achieved excellent filtering results, both the filter requirements, and desired side effects, such as. Foaming on coffee drinks, allow.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a plant for carrying out a production process according to the invention for a percussion process
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a plant for carrying out the production process according to the invention for a trepanation process
  • FIG. 3a shows a cross section through a first embodiment of a filter hole of a
  • Fig. 3b Cross-section through a second embodiment of a filter hole of a Food filter.
  • FIG. 1 shows a plant for carrying out the production process according to the invention, as used for example for a percussion process for the production of food filters.
  • the system comprises a laser source 1 which emits a laser beam 2 which is split at 4 beam splitters 3 into four individual partial beams 4.
  • the partial beams 4 are guided parallel to one another by the beam splitters 3.
  • Each of the partial beams 4 is directed to a diameter control unit 5.
  • the partial beams are guided along an axis z to the diameter control unit.
  • the diameter control unit adjusts the beam diameter along a direction x and a direction y corresponding to a desired filter hole geometry.
  • the direction x and the direction y of the beam diameter are formed perpendicular to the axis z.
  • the sub-beam is adjusted with a diameter to a guide optics 6, which directs the partial beam 4 on a metal surface 7.
  • the guiding optics can be formed by a laser scanner.
  • the metal surfaces 7 are given by flat individual disks of stainless steel.
  • the metal surfaces are arranged on a conveying surface 8 which moves in a conveying direction A relative to the laser processing units.
  • the diameter control unit 5, the guide optics 6 and possibly also the beam splitter 3 form a laser processing unit of the system for carrying out the production process for food filters.
  • the distance between the guide lens 6 and the surface of the conveying surface 8, or the surface of the metal surface 7 is approximately 100 mm.
  • the distance can be adjusted, for example, by moving the guide optics or the entire laser processing unit along the Z axis relative to the metal surface 7.
  • detectors may be provided, which are attached to the guide optics, for example.
  • the sensors may be a distance measurement signal z. B. send to a central control unit, which in turn controls the setting of the guiding optics or the laser processing unit.
  • the central control unit can also be used to control the diameter control unit and the guiding optics.
  • the distance between the laser processing units is also possible to vary the distance between the laser processing units to each other. This is useful, for example, with different sized food filters or metal surfaces.
  • the partial beam is focused onto a position of the metal surface during a time interval T.
  • the diameter of the sub-beam 4 is varied by the diameter control unit 5 according to a desired hole geometry.
  • the laser beam is focused by the guide optics 6 to the next location on the metal surface at which the next filter hole is provided.
  • FIG. 2 shows a system for carrying out a trepanning method for cutting filter holes in a metal surface.
  • a laser source 1 emits a laser beam 2, which is guided to a diameter control unit 5 and is directed from there to the guide optics 6.
  • the diameter control unit expands the beam preferably to 0.01 mm to 0.5 mm.
  • the beam is directed by the guiding optics at an angle of approximately 15 degrees to the axis z on the metal surface 7.
  • the laser beam 2 makes a circular line on the metal surface 7, so that the middle part of the metal surface is cut out and evaporated. This creates a filter hole with a conical diameter.
  • the guiding optics it is also possible for the guiding optics to guide the laser beam along an oval line or another geometry over the metal surface.
  • FIG. 3 a shows a longitudinal section through a filter hole which was produced by means of the production method according to the invention.
  • the filter hole 9 in the metal surface 7 has a first diameter D1 on one side of the metal surface and tapers in the course through the metal surface to a second diameter D2.
  • FIG. 3b shows a further embodiment of a filter hole which has a first diameter D1 along a direction x and the direction y on a first surface of the metal surface.
  • the diameter in the direction y decreases in the course through the thickness of the metal surface 7 to a diameter D3, wherein the diameter along the direction x remains the same.
  • the filter hole thus has a circular edge on one side of the metal surface and an oval edge on the opposite side of the metal surface.
  • FIGS. 1 or 2 For producing a multiplicity of food filters with the production method according to the invention, it is possible to use a system according to FIGS. 1 or 2 and also a combination of several of these systems.
  • Metal surfaces, from which the food filters are to be produced, are separated in a separation plant and applied via a feed machine on the conveying surface of the conveyor unit.
  • the conveying surface conveys the individual metal surfaces under a system for carrying out the production method according to the invention, wherein the filter holes are introduced into the metal surfaces.
  • the metal surfaces can be cut and shaped so that the food filter assumes a shape that meets the respective requirements.
  • the metal surfaces can be deburred, for example by electropolishing, if necessary.
  • the finished food filters can be labeled, cleaned and packaged.
  • Laser source 8 conveying surface laser beam 9 filter hole beam splitter A conveying direction partial rays Dl first diameter diameter control unit D2 second diameter guiding optics D3 third diameter metal surface

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Es ist ein Herstellungsverfahren für Filter, insbesondere Lebensmittelfilter vorgesehen, bei dem in einer Metallfläche (7) mittels Laserbearbeitung wenigstens ein Filterloch eingebracht wird. Bei dem Herstellungsverfahren wird mittels einer Laserquelle (1) ein Laserstrahl (2) entlang einer Achse z erzeugt. Der Durchmesser des Laserstrahls wird in einer Richtung x und einer Richtung y, die zueinander und zur Achse z senkrecht stehen, mittels einer Durchmessersteuereinheit (5) eingestellt. Mit dem Laserstrahl wird Metallmaterial aus der Metallfläche (7) während einem Zeitintervall T verdampft bis die Metallfläche (7) durchtrennt und ein Filterloch erzeugt ist. Nach der vorliegenden Erfindung wird während des Zeitintervalls T der Durchmesser des Laserstrahls (2) von der Durchmessersteuereinheit (5) in der Richtung x und/oder der Richtung y verändert und ein Filterloch mit einem Durchmesser erzeugt, der sich entlang einer Lochachse ändert.

Description

TΓΓEL
Herstellung von Filtern
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Filtern wie z.B. Lebensmittelfiltern, wie zum Beispiel Filtereinsätze in Kaffeemaschinen oder in Milchschäumern oder Filter, wie sie bei der Weinherstellung verwendet werden. Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Lebensmittelfiltern und einen Lebensmittelfilter selbst.
STAND DER TECHNIK
Lebensmittelfilter werden in den verschiedensten Bereichen der Be- und Verarbeitung von flüssigen Lebensmitteln verwendet. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Kaffeegetränken das Kaffeepulver über einem Filter angeordnet und Wasser durch das Pulver und den Filter für die Zubereitung des Getränkes geleitet, bzw. gepresst. Für einige Verfahren werden Maschinen mit auswechselbaren Dauerfiltern verwendet, bei welchen ein Filtereinsatz über mehrere Arbeitszyklen verwendet werden kann und nach einer vorbestimmten Einsatzdauer ausgewechselt wird. Beispielsweise werden bei Espressomaschinen Metallfiltereinsätze verwendet. Die Qualität der Lebensmittel, die mit Hilfe eines Lebensmittelfilters be- oder verarbeitet werden, hängt massgeblich von der Qualität und der Ausgestaltung des Lebensmittelfilters ab. Beispielsweise ist die Lochform und die Lochdichte eines Filters verantwortlich für die Schaumbildung auf einem Kaffeegetränk. Aus der EP 0 687 435 Al ist beispielsweise ein Filtereinsatz für Espressomaschinen bekannt, bei welchem ein Dauerfiltereinsatz verwendet wird, bei dem der Filter durch das Durchstechen einer Metallfläche mit spitz zulaufenden Dornen erzeugt wird. Derartige Löcher weisen jedoch eine starke Gradbildung auf und bilden am Rand der Löcher keine scharfen Kanten. Weiter sind Lebensmittelfilter bekannt, bei welchen Löcher in einer Metallfläche durch ein Ätzverfahren hergestellt werden. Solche Verfahren sind z.B. aus der US 5,190,653 bekannt, hier werden die Löcher eines Filters mit einem Photoätzverfahren erzeugt. Beim Ätzen von Löchern ist es jedoch schwierig, eine exakte vorgegebene Lochform einzuhalten. Meist weisen geätzte Löcher an einer Seite der Scheibe einen deutlich grosseren Durchmesser auf als auf der gegenüberliegenden Seite der Filterseite, wobei die Durchmesser und deren Übergang eher willkürlich und nicht nach vorgegebenen Massen entsteht. Ätzverfahren sind meist nur für Filter mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm geeignet. Bei einem Ätzverfahren entstehen unvermeidlich zurückbleibende Überrest des Filtermaterials, die nach dem Ätzen durch Reinigung entfernt werden müssen, beispielsweise durch Elektropolieren.
Aus der US 5,190,653 ist des weiteren bekannt, Löcher für Filterelemente unter Zuhilfenahme eines Lasers zu erzeugen, ohne dass dabei angegeben wird, wie dies im Detail geschehen soll. Die Lebensdauer eines Lebensmittelfilters ist abhängig von der Geometrie der in den Filter eingebrachten Löcher. Je schärfer die Kante zwischen der Oberfläche einer Metallfilterscheibe und der Wand eines darin eingebrachten Loches ist, umso weniger verbleiben Reste einer vom Filter zurückgehaltenen Substanz an den Filterlöchern haften, wodurch der Aufwand für die Reinigung der Filter reduziert wird und somit auch deren Lebensdauer verlängert wird. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Lebensmittelfilter bereit zu stellen, welche die Qualität der gefilterten Lebensmittel verbessern, die einfach in der Handhabung und Reinigung sind und kontinuierlich qualitativ gute Ergebnisse bei der Lebensmittelherstellung liefern. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Herstellungsverfahren für Lebensmittelfilter zu schaffen, welches eine präzisse Lochgeometrie im Lebensmittelfilter erzeugen kann und effizient bei der Herstellung der Filter ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird von der Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 1, einen Filter (z.B. Lebensmittelfilter) nach Anspruch 11 und eine Anlage zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Ausführungsbeispiele gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Herstellbar sind so alle Sorten von Filtern, welche aus flüssigen oder gasförmigen Medien oder aus rieselfähigen Festkörpergemischen suspendierte/eingemischte Feststoffpartikel abtrennen sollen. So insbesondere Lebensmittelfilter wie z.B. Kaffeefilter, Teefilter, Milchproduktfilter, aber auch Filter für andere Bereiche wie z.B. im (Bio- )Chemieverfahrensbereich, z.B. für die Herstellung von Pharmazeutika, von Fermentierungsprodukten, Brennstofffilter, Gasfilter, Feststofffilter. Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für Filter, wie z.B. Lebensmittelfilter vorgesehen, bei dem in einer Metallfläche mittels Laserbearbeitung der Metallfläche wenigstens ein Filterloch, vorzugsweise eine Vielzahl von Filterlöchern, vorzugsweise alle mit im wesentlichen gleicher Form, eingebracht wird. Bei dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren wird ein Laserstrahl entlang einer Achse z mittels einer Laserquelle erzeugt. Der Durchmesser des Laserstrahls kann mittels einer Durchmessersteuereinheit eingestellt werden. Der Durchmesser kann dabei in einer Richtung x und in einer Richtung y variiert werden, wobei die Richtung x und die Richtung y zueinander und zur Achse z senkrecht stehen. Nach der Einstellung des Durchmessers des Laserstrahls wird der Laserstrahls mittels einer Führangsoptik auf die Metallfläche fokussiert. Trifft der Laserstrahl auf die Metallfläche wird Material aus der Metallfläche verdampft. Der Laserstrahl wird während einem Zeitintervall T solang auf die Metallfläche gelenkt bis diese durchtrennt ist und ein Filterloch erzeugt ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung kann die Durchmessersteuereinheit während des Zeitintervalls T, in welchem der Laserstrahl auf die Metallfläche trifft, den Durchmesser des Laserstrahls in der Richtung x und/oder der Richtung y ändern und dadurch ein Filterloch erzeugen, das entlang einer Lochachse einen sich verändernden Durchmesser aufweist. Das Herstellungsverfahren für Filter, wie z.B. Lebensmittelfilter nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein schnelles und präzises Einbringen von Filterlöchern in eine Metallfläche, wobei in einfacher Weise möglich ist, die Lochgeometrie an die spezifischen Anforderungen der unterschiedlichen Anwendungen eines (Lebensmittel-)Filters anzupassen. Durch die Einstellung des Durchmessers des Laserstrahls können z.B. konische Löcher mit einem vorgegebenen Konuswinkel hergestellt werden. Es ist auch möglich, Löcher herzustellen, welche von einem kreisrunden Durchmesser zu einem ovalen Durchmesser oder umgekehrt übergehen. Weiter ist es möglich, Löcher mit einer gestuften Lochwand zu erzeugen, oder auch Löcher mit einer definierten Form wie z.B. dreieckige, viereckige, fünfeckige, sechseckige Löcher etc. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens, können die Zykluszeiten bei der Herstellung eines Filters gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik deutlich reduziert werden. Ferner ist es möglich, Filter mit grosserer Dicke der Filterfläche herzustellen, so dass sich zum einen deren Lebensdauer erhöht und zum anderen der Filterweg verlängert. Als Laserquelle kann z.B. ein Laser mit einer Frequenz zwischen 1 bis 500 kHz, bevorzugt zwischen 5 kHz und 100 kHz, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 kHz und 50 kHz verwendet werden. Vorzugsweise werden Laserquellen verwendet, die einen gepulsten Laserstrahl emittieren, wobei der Laserstrahl bevorzugtermassen nicht mechanisch gepulst wird wie zum Beispiel durch Shutter. Bevorzugt als Alternative ist es, den Laser mit einer Frequenz ab 1 kHz anzusteuern, bevorzugt zwischen 10 kHz und 400 kHz, vorzugsweise im Bereich zwischen 50 kHz und 200 kHz.
Als Laserquelle werden vorzugsweise Ultrakurzpulslaser, oder Kurzpulslaser eingesetzt. Werden gepulste Laser eingesetzt, so erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn diese Pulslängen im Bereich von 0.5 ps - 1000 ns, vorzugsweise von 0.5-100ps aufweisen, insbesondere bevorzugt im Bereich von 1-lOps, weil dann besonders hohe Präzision der erzeugten Löcher möglich ist. Es zeigt sich insbesondere für die Bearbeitung von Metallen, dass Pulsdauern außerhalb des Bereichs von 0.5-100 ps, insbesondere 1-10 ps häufig keine Vorteile mehr zu bringen in der Lage sind, mit anderen Worten gibt dieser Bereich ein Optimum an Präzision, bei höheren Pulslängen treten negative thermische Effekte auf, bei geringeren ist mit Strahldeformation zu rechnen.
Generell gilt, dass die Pulslänge wenigstens 1 fs betragen sollte. Im Falle von Dauerstrichlasers ist die Pulslänge unbegrenzt.
Es können als Picosekundenlaser, Femtosekundenlaser oder sogar Attosekundenlaser im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Anwendung finden. Diese werden in einer Ultrakurzpulstechnik bevorzugtermassen wie folgt eingesetzt:
• Bearbeitungselemente der Grosse 1 - 500 μm
• Bearbeitungstoleranzen von 0.1 - 5 μm
• Minimierte unerwünschte thermische Effekte
• Laser-Feinschneiden: Schnittspalt 8-30 μm • Wandstärken unter 0.5 mm,
• Aspektverhältnis 1:20
Die Bezeichnung Picosekundenlaser bzw. Femtosekundenlaser oder Attosekundenlaser bezieht sich auf die Pulsbreite in Sekunden und dabei können auch mit ultrakurzen Pulsen bei sehr geringen Pulsenergien immense Spitzenleistungen erzielt werden, was sich insbesondere beim vorliegenden Verfahren als besonders vorteilhaft erweist. Dies bedeutet, dass kaum eine Erwärmung und daher auch kein Schmelz vor gang stattfindet und dass die Frequenz zwischen den Pulsen nicht 500 kHz nur sondern in den GHz-Bereich gehen kann. Es kann sich dabei um FIp-NdY AG-Laser, Faser-Laser, ps-Laser, fs-Laser etc. handeln.
Vorzugsweise verfügt das eingesetzte Lasersystem über eine hohe Fokussierbarkeit, das heißt vorzugsweise über einen kleinen Fokusdurchmesser von kleiner gleich 0.5 mm, idealerweise im Bereich von 0.01mm, über einen grossen Arbeitsabstand, das heißt vorzugsweise von mehr als 10 mm, insbesondere von mehr als 50mm, rund über und eine grosse Schärfentiefe, das heißt insbesondere über eine grosse Rayleighlänge von typischerweise mehr als 0.5 mm, vorzugsweise mehr als 5 mm.
Weiterhin bevorzugt verfügt der der eingesetzte Laser über eine hohe mittlere Lichtleistung (mittlere Lichtleistung während 1 Sekunde Betrieb). Dabei kann die mittlere Lichtleistung als Leistung eines Dauerstrichlasers oder durch hohe Repetitionsrate einer hohen aber kurzzeitigen Spitzenleistung eines Ultrakurz- oder Kurzpulslasers zu Stande kommen.
Weiterhin vorzugsweise können dem Laser nachgeschaltet spezielle Optiken zur Erzeugung von Dubletten, Tripletten bis hin zur x-fachen Wiederholung eines Pulses zur Verbesserung des Materialabtrags eingesetzt werden.
Vorzugsweise deckt das Strahlführungssystem einen Arbeitsbereich von > 100mm2 ab. Das Strahlführungssystem kann als Scanner, durch Verfahren des Bearbeitungskopfes oder des Tisches ausgeführt sein. Das Strahlführungssystem kann auch Optiken zur gleichzeitigen Erstellung von Löchern aufweisen. Die Durchmessersteuereinheit kann durch einen optischen Strahlaufweiter gegeben sein, welcher den Strahl z. B. auf den zehnfachen Durchmesser aufweiten und wieder reduzieren kann. Der Stahlaufweiter ist derart ausgelegt, dass er den Laserstrahl in der x Richtung und in der y Richtung unabhängig voneinander aufweiten oder reduzieren kann. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, eine Durchmessersteuereinheit vorzusehen, welche den Strahl in der x Richtung und in der y Richtung in gleicher Weise gekoppelt miteinander aufweitet. Durch die unabhängige Einstellung des Laserstrahls in der x Richtung und der y Richtung kann der Laserstrahl eine ovale Form annehmen. Wird der Strahl in beiden Richtungen in gleicher Weise verändert, entsteht ein Laserstrahl mit kreisrundem Durchmesser von unterschiedlicher Grosse. Der Strahlaufweiter kann durch eine herkömmliche Optik gegeben sein.
Die Führungsoptik zur Fokussierung des Laserstrahls auf die Metallfläche kann beispielsweise durch einen Laserscanner gegeben sein. Der Laserscanner richtet den Laserstrahl in vorbestimmter Richtung auf die Metallfläche. Dies kann senkrecht zur Metallfläche erfolgen oder auch unter einem vorbestimmten Winkel zur Oberfläche der Metallfläche. Vorzugsweise wird die Metallfläche senkrecht zur Achse z orientiert, so dass die Achse z die Normale zur Oberfläche der Metallfläche bildet, und der Laserscanner kann den Laserstrahl entlang der Achse z oder unter einem Winkel zur Achse z auf die Metallfläche fokussieren.
Der Laserstrahl wird solange auf einen Punkt auf der Metallfläche, an welcher ein Filterloch vorgesehen ist, fokussiert, bis die Metallfläche entlang ihrer Dicke durchtrennt ist und das Filterloch erzeugt ist. Die Dauer bis die Metallfläche durchtrennt ist, bestimmt die Länge des Zeitintervalls T. Im Falle eines gepulsten Laserstrahls können somit während des Zeitintervalls T eine Vielzahl von Laserimpulsen auf diesen Punkt gerichtet werden. Die Energie des Laserstrahls, und somit die Laserquelle, ist auf die Art des Metalls der Scheiben und die Dicke der Metallfläche abgestimmt.
Gemäss der Erfindung kann die Durchmessersteuereinheit den Durchmesser des Laserstrahls während der Dauer des Zeitintervalls T verändern, so dass die vom Laserstrahl getroffene Fläche der Metallfläche ebenfalls variiert wird. Beispielsweise kann zu Beginn der Verdampfung ein Laserstrahl mit grossem Durchmesser gewählt werden, so dass eine Fläche mit grossem Durchmesser von der Metallfläche verdampft wird. Während des Auftreffens des Laserstrahls oder auch zwischen zwei Laserpulsen im Zeitintervall T kann der Durchmesser des Laserstrahls verringert werden, so dass eine kleinere Fläche der Metallfläche verdampft wird. Wird der Durchmesser des Laserstrahls kontinuierlich verringert, während der Laserstrahl auf einen Punkt der Metallfläche gerichtet wird, entsteht durch das fortdauernde Verdampfen ein konisch ausgebildetes Filterloch, das an einer Seite der Metallfläche eine Öffnung mit grossem Durchmesser und auf der gegenüberliegenden Seite der Metallfläche eine Öffnung mit kleinem Durchmesser aufweist.
Die Metallfläche zur Herstellung des Filter z.B. Lebensmittelfilters kann z.B. als einzelne Scheibe in der Grosse des fertiggestellten (Lebensmittel.)Filters gegeben sein. Es ist auch möglich, die Metallfläche als grossflächige Metallplatte vorzusehen, aus welcher nach dem Einbringen der Filterlöcher einzelne Filterscheiben ausgeschnitten werden. Dabei ist es vorteilhaft, dass das Ausschneiden der Filterscheiben ebenfalls mittels dem Laserstrahl der Laserquelle erfolgen kann. Ferner ist es möglich die Metallflächen bereits in gewölbter Form vorzusehen. Letztlich ist es auch möglich, einen (Lebensmittel-)Filter mit z.B. topfartiger Form vorzusehen, indem eine mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren hergestellte Metallfläche nach dem Einbringen der Filterlöcher in eine Topfform umgeformt wird. Mit der vorhegenden Erfindung ist es möglich, präzise Filterlöcher in einer Metallfläche mit einer Dicke zwischen 0.05 mm und 0.8 mm vorzusehen. Vorzugsweise werden Metallflächen mit einer Dicke 0.1 mm bis 0.5 mm verwendet, da in diesem Bereich eine optimale Verdampfung sichergestellt ist und eine Formgebung des Filterloches ausreichend ausgeprägt ist, um eine gewünschte Wirkung bei der Filterung von Lebensmitteln zu erzielen.
Eine Anlage zur Durchführung des erfϊndungsgemässen Herstellungsverfahrens weist eine Laserquelle, wenigstens eine Laserbearbeitungseinheit mit einer Durchmessersteuereinheit und einer Führungsoptik sowie eine Fördereinheit zur Förderung wenigstens einer Metallfläche relativ zur Laserbearbeitungseinheit entlang einer Förderrichtung auf. Mit der Fördereinheit können mehrere hintereinander auf einer Förderfläche der Fördereinheit vorgesehene Metallflächen an der wenigstens einen Laserbearbeitungseinheit vorbei befördert werden. Sobald eine Metallfläche unter einer Laserbearbeitungseinheit positioniert ist, beginnt die Laserbearbeitung der Metallfläche zum Einbringen von Filterlöchern in der Metallfläche. Dabei bleibt die Metallfläche relativ zur Fördereinheit in Ruhe und der Laserstrahl wird mittels der Führungsoptik auf die einzelnen Orte der Metallfläche gerichtet, an welchen Filterlöcher vorgesehen sind. Sobald in einer Metallfläche alle Filterlöcher eingebracht sind, fördert die Fördereinheit die fertig bearbeitete Metallfläche weiter und führt die nächste unbearbeitete Metallfläche unter die Laserbearbeitungseinheit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird der Laserstrahl der Laserquelle mittels wenigstens eines Strahlteilers in mehrere Teilstrahlen geteilt, die parallel zueinander verlaufen. Für jeden der Teilstrahlen ist eine Durchmessersteuerung und eine Führungsoptik vorgesehen, welche den Durchmesser eines Teilstrahls einstellen kann und den Teilstrahl auf eine Metallfläche richten kann. Somit sind in der Anlage mehrere Laserbearbeitungseinheiten vorgesehen werden, die von einer Laserquelle versorgt werden und je eine Durchmessersteuereinheit und eine Führungsoptik umfassen. Besonders bevorzugt wird der Laserstrahl der Laserquelle mit Hilfe von vier in Reihe befindlichen Strahlteilern in vier Teilstrahlen gleicher Energie aufgeteilt. Die Reihe der Teilstrahlen ist vorzugsweise entlang der Förderrichtung der Fördereinheit ausgerichtet, kann jedoch auch senkrecht zur Förderrichtung angeordnet sein. Grundsätzlich ist es möglich, einen Laserstrahl einer Laserquelle in bis zu 16 Teilstrahlen aufzuteilen, die eine ausreichende Energie zur Laserbearbeitung der Metallfläche aufweisen. Als Laserquelle können z. B. Festkörperlaser mit einem Energiebereich von 1OW bis 1000W oder sogar bis 5000 W verwendet werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, bei einer Anlage zur Durchführung des Herstellungsverfahrens mehrere Laserquellen in Reihe nebeneinander vorzusehen, deren Laserstrahlen durch Strahlteiler aufgeteilt werden. Dadurch entsteht ein Raster von Laserbearbeitungseinheiten, unter dem mehrere Metallflächen mittels der Fördereinheit hindurch bewegt und gleichzeitig bearbeitet werden können. Zur Herstellung der Filterlöcher in einer Metairfläche ist es auch möglich, unterschiedliche Teilstrahlen mit Hilfe der jeweiligen Führungsoptik auf die gleiche Metallfläche zu richten. Es wird jedoch bevorzugt, eine bestimmte Metallfläche mit einem einzigen Teilstrahl eines Laserstrahls zu bearbeiten und den Teilstrahl mit Hilfe der Führungsoptik über die Oberfläche der Metallfläche zu führen. Grundsätzlich können daher von jeder Laserbearbeitungseinheit eine Metallfläche bearbeitet werden und somit mehrere Metallflächen gleichzeitig von den unterschiedlichen Laserbearbeitungseinheiten.
Mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren können Filterlöcher durch ein Perkussionsverfahren hergestellt werden. Dabei wird der Laserstrahl, bzw. der Teilstrahl, vorzugsweise senkrecht auf die Oberfläche der Metallfläche gerichtet und das Filterloch wird durch fortdauerndes Verdampfen und Veränderung des Durchmessers des Laserstrahls während des Zeitintervalls T in der Metallfläche erzeugt. Der Strahl weist dabei vorzugsweise Durchmesser im Bereich von 0.01 bis 0.5 mm auf. Es können dabei Filterlöcher mit einem Konuswinkel von bis zu 60 Grad, vorzugsweise bis zu 30 Grad, insbesondere vorzugsweise bis zu 10 Grad erzeugt werden. Ferner kann eine stufenförmige Wandung des Lochs erzeugt werden. Ferner ist es mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren möglich ein Trepanierverfahren anzuwenden, bei welchem das Filterloch erzeugt wird, indem die Lochform aus der Metallfläche ausgeschnitten wird. Hierfür wird der Laserstrahl oder der Teilstrahl von der Führungsoptik entlang des Umfangs des Filterlochs über die Oberfläche der Metallfläche geführt. Dabei wird der Strahl vorzugsweise unter einem Winkel von bis zu 15 Grad zur Achse z auf die Oberfläche der Metallfläche geführt. Zum Ausschneiden des Filterlochs wird vorzugsweise ein Strahldurchmesser von 0.01 mm bis 0.1 mm gewählt. Mit dem Trepanierverfahren können konische Filterlöcher mit rundem und ovalem Querschnitt, aber auch andere Lochformen erzielt werden. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens können (Lebensmittel-)Filter mit einer Metallfläche hergestellt werden, die einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen 14 μm und 0.5 mm aufweisen. Die Dicke der Metallfläche kann dabei, wie vorher erwähnt, bis zu 0.8 mm betragen. Die Lochdichte kann dabei zwischen 1 und 70 Löchern pro Quadratmillimeter, vorzugsweise zwischen 15 und 40 Löchern pro Quadratmillimeter liegen. Der Abstand der Filterlöcher liegt zwischen 0.02 mm und 1.5 mm, vorzugsweise zwischen 0.05 mm und 0.3 mm. Bei einem Filterloch mit einem Durchmesser von
0.145 mm hat ein Lochabstand von 0.25 mm gute Resultate z. B. bei der Herstellung von Kaffeegetränken erzielt. Bei einem Durchmesser von 0.3 mm wird vorzugsweise z. B. ein Abstand von 1.0 mm gewählt.
Als Material für die Herstellung von (Lebensmittel-)Filtern wird vorzugsweise rostfreier Stahl oder Aluminium gewählt. Rostfreier Stahl ist zudem vorteilhaft, da er lebensmittelbeständig und abrasionsbeständig ist, sowie eine ausreichende Härte und Festigkeit aufweist.
Lebensmittelfilter, die mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren hergestellt wurden, z.B. Filter für Espressomaschinen, haben hervorragende Filterergebnisse erzielt, die sowohl den Filteranforderungen, als auch gewünschte Nebeneffekte, wie z.B. Schaumbildung auf Kaffeegetränken, ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Aus den Zeichnungen offenbar werdende Merkmale der Erfindung sollen einzeln und in jeder Kombination als zur Offenbarung der Erfindung gehörend betrachtet werden. In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 : schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens für ein Perkussionsverfahren, Fig. 2: schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungs- gemässen Herstellungsverfahrens für ein Trepanierverfahren,
Fig. 3a: Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Filterlochs eines
Lebensmittelfilters und Fig. 3b: Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Filterlochs eines Lebensmittelfilters .
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Figur 1 ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Herstellungs- Verfahrens dargestellt wie es beispielsweise für ein Perkussionsverfahren zur Herstellung von Lebensmittelfiltern verwendet wird. In der Folge wird die Herstellung eines Lebensmittelfilters beschrieben, wie oben erwähnt betrifft die vorliegende Erfindung aber ganz allgemein die oben definierten Filter. Die Anlage umfasst eine Laserquelle 1, die einen Laserstrahl 2 emittiert, der an 4 Strahlteilern 3 in vier einzelne Teilstrahlen 4 aufgeteilt wird. Die Teilstrahlen 4 werden von den Strahlteilern 3 parallel zueinander geführt. Jeder der Teilstrahlen 4 ist auf eine Durchmessersteuereinheit 5 gerichtet. Die Teilstrahlen werden entlang einer Achse z zur Durchmessersteuereinheit geführt. Die Durchmessersteuereinheit stellt den Strahldurchmesser entlang einer Richtung x und einer Richtung y entsprechend einer gewünschten Filterlochgeometrie ein. Die Richtung x und die Richtung y des Strahldurchmessers sind senkrecht zur Achse z ausgebildet. Von der Durchmessersteuereinheit 5 wird der Teilstrahl mit eingestelltem Durchmesser zu einer Führungsoptik 6 geführt, die den Teilstrahl 4 auf eine Metallfläche 7 richtet. Die Führungsoptik kann von einem Laserscanner gebildet werden. Die Metallflächen 7 sind durch flache einzelne Scheiben aus rostfreiem Stahl gegeben. Die Metallflächen sind auf einer Förderfläche 8 angeordnet, die sich relativ zu den Laserbearbeitungseinheiten in einer Förderrichtung A bewegt.
Die Durchmessersteuereinheit 5, die Führungsoptik 6 und ggf. auch der Strahlteiler 3 bilden eine Laserbearbeitungseinheit der Anlage zur Durchführung des Herstellungsverfahrens für Lebensmittelfilter. Der Abstand zwischen der Führungsoptik 6 und der Oberfläche der Förderfläche 8, bzw. der Oberfläche der Metallfläche 7 beträgt ca. 100 mm. Der Abstand ist z.B. durch ein Bewegen der Führungsoptik oder der gesamten Laserbearbeitungseinheit entlang der Z Achse relativ zur Metallfläche 7 einstellbar. Zur Messung des Abstandes können Detektoren vorgesehen sein, die beispielsweise an der Führungsoptik angebracht sind. Die Sensoren können ein Abstandsmesssignal z. B. an eine zentrale Steuereinheit senden, welche dann wiederum die Einstellung der Führungsoptik oder der Laserbearbeitungseinheit steuert. Die zentrale Steuereinheit kann auch zur Steuerung der Durchmessersteuereinheit und der Führungsoptik verwendet werden. Ebenso ist es möglich, den Abstand der Laserbearbeitungseinheiten zueinander zu variieren. Dies ist beispielsweise sinnvoll bei unterschiedlich grossen Lebensmittelfiltern, bzw. Metallflächen. Zur Herstellung eines Lebensmitterfilters mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren wird der Teilstrahl während eines Zeitintervalls T auf eine Stelle der Metallfläche fokussiert. Während des Zeitintervalls T wird der Durchmesser des Teilstrahls 4 von der Durchmessersteuereinheit 5 entsprechend einer gewünschten Lochgeometrie variiert. Sobald ein Loch in der Metallfläche fertig gestellt ist, wird der Laserstrahl von der Führungsoptik 6 auf die nächste Stelle auf der Metallfläche fokussiert, an der das nächste Filterloch vorgesehen ist.
In Figur 2 ist eine Anlage zur Durchführung eines Trepanierverfahrens zum Ausschneiden von Filterlöchern in einer Metallfläche gezeigt. Eine Laserquelle 1 emittiert einen Laserstrahl 2, der zu einer Durchmessersteuereinheit 5 geführt wird und von dort auf die Führungsoptik 6 gelenkt wird. Die Durchmessersteuereinheit weitet den Strahl vorzugsweise auf 0.01 mm bis 0.5 mm auf. Der Strahl wird von der Führungsoptik in einem Winkel von ca. 15 Grad zur Achse z auf die Metallfläche 7 gelenkt. Mittels der Führungsoptik vollzieht der Laserstrahl 2 eine Kreislinie auf der Metallfläche 7, so dass der Mittelteil der Metallfläche ausgeschnitten wird und verdampft. Dabei entsteht ein Filterloch mit einem konischen Durchmesser. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Führungsoptik den Laserstrahl entlang einer ovalen Linie oder einer anderen Geometrie über die Metallfläche führt.
Der Abstand zwischen der Führungsoptik 6 und der Oberfläche der Metallfläche 7, bzw. der Oberfläche der Förderfläche 8 beträgt z.B. 150 mm. Der Abstand ist wiederum einstellbar. In Figur 3a ist ein Längsschnitt durch ein Filterloch gezeigt, das mittels mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren erzeugt wurde. Das Filterloch 9 in der Metallfläche 7 weist einen ersten Durchmesser Dl an einer Seite der Metallfläche auf und verjüngt sich im Verlauf durch die Metallfläche auf einen zweiten Durchmesser D2. Mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren ist es möglich, das der Grat am Rand der Metallfläche und dem Filterloch maximal 50 Mikrometer beträgt. Zur Erzielung qualitativ guter Filterergebnisse ist es notwendig, dass diese Kante scharf ausgebildet ist, da sie dadurch das Filterverhalten verbessert und eine Ablagerung von Filtermaterial reduziert wird. In Figur 3b ist eine weitere Ausführungsform eines Filterlochs dargestellt, das an einer ersten Oberfläche der Metallfläche einen ersten Durchmesser Dl entlang einer Richtung x und der Richtung y aufweist. Der Durchmesser in Richtung y verkleinert sich im Verlauf durch die Dicke der Metallfläche 7 auf einen Durchmesser D3, wobei der Durchmesser entlang der Richtung x gleichbleibt. Das Filterloch weist somit an einer Seite der Metallfläche einen kreisrunden Rand und auf der gegenüberliegenden Seite der Metallfläche einen ovalen Rand auf.
Zur Herstellung einer Vielzahl von Lebensmittelfiltern mit dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren kann eine Anlage gemäss den Figuren 1 oder 2 und auch eine Kombination mehrerer dieser Anlagen verwendet werden. Metallflächen, aus welchen die Lebensmittelfilter hergestellt werden sollen, werden in einer Vereinzelungsanlage vereinzelt und über eine Zuführmaschine auf die Förderfläche der Fördereinheit aufgebracht. Die Förderfläche fördert die einzelnen Metallflächen unter einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens hindurch, wobei die Filterlöcher in die Metallflächen eingebracht werden. Nach der Ausbildung der Filterlöcher in den Metallflächen können die Metallflächen zugeschnitten und umgeformt werden, damit der Lebensmittelfilter eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Form annimmt. Ferner können die Metallflächen z.B. durch Elektropolieren entgratet werden, falls dies erforderlich ist. Die fertiggestellten Lebensmittelfilter können beschriftet, gereinigt und verpackt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Laserquelle 8 Förderfläche Laserstrahl 9 Filterloch Strahlteiler A Förderrichtung Teilstrahlen Dl erster Durchmesser Durchmessersteuereinheit D2 zweiter Durchmesser Führungsoptik D3 dritter Durchmesser Metallfläche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Herstellungsverfahren für Filter, insbesondere Lebensmittelfilter, bei dem in eine Metallfläche mittels Laserbearbeitung der Metallfläche wenigstens ein Filterloch eingebracht wird, das umfasst:
Erzeugung eines Laserstrahls (2) mittels einer Laserquelle (1) entlang einer
Achse z,
Einstellung des Durchmessers des Laserstrahls (2) in einer Richtung x und einer
Richtung y, die zueinander und zur Achse z senkrecht stehen, mittels einer
Durchmessersteuereinheit (5),
Fokussierung des Laserstrahls (2) auf die Metallfläche (7) mittels einer
Führungsoptik (6) und
Verdampfung von Metallmaterial aus der Metallfläche (7) mittels dem Laserstrahl
(2) während eines Zeitintervalls T bis die Metallfläche (7) durchtrennt und ein
Filterloch (9) erzeugt ist, wobei während des Zeitintervalls T die Durchmessersteuereinheit (5) den
Durchmesser des Laserstrahls (2) in der Richtung x und/oder der Richtung y ändert und ein Filterloch (9) erzeugt wird, das entlang einer Lochachse einen sich verändernden Durchmesser aufweist.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Laserstrahl (2) der Laserquelle (1) mittels wenigstens eines Strahlteilers (3) in mehrere Teilstrahlen (4) geteilt wird, die parallel zueinander verlaufen, und für jeden Teilstrahl (4) eine Durchmessersteuereinheit (5) und eine Führungsoptik (6) vorgesehen ist.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Laserquelle (1) einen gepulsten Laserstrahl (2) erzeugt, wobei die Pulserzeugung vorzugsweise nicht mechanisch erfolgt.
4. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einstellung des Durchmessers des Laserstrahls (1) oder des Teilstrahls (4) während eines Laserpulses oder zwischen zwei Laserpulsen erfolgt.
5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Laserstrahl (1), bzw. der Teilstrahl (4), senkrecht auf die Oberfläche der Metallfläche (7) fokussiert wird.
6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Laserstrahl (1), bzw. der Teilstrahl (4), unter einem Winkel bis zu 20 Grad zur Achse z, vorzugsweise bis zu 15 Grad, auf die Oberfläche der Metallfläche (7) fokussiert wird, wobei die Achse z die Normale zur Oberfläche der Metallfläche (7) bildet.
7. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Metallfläche (8) mit einer Dicke zwischen 0.05 mm und 0.8 mm, vorzugsweise zwischen 0.1 mm und 0.5 mm, verwendet wird.
8. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch eine Bewegung des Laserstrahls (2), bzw. des Teilstrahls (4), relativ zur Metallfläche (7) sukzessive mehrere Filterlöcher nebeneinander in der Metallfläche eingebracht werden.
9. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserquelle (1) einen Laserstrahl (2) mit einer Frequenz von mehr als 1 kHz, oder zwischen 1 kHz bis 500 kHz, bevorzugt zwischen 5 kHz und 400 kHz, oder weiter bevorzugt zwischen 10 kHz und 100 kHz erzeugt.
10. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Durchmessersteuereinheit (5) ein Laserstrahl (2; 4) mit einem Durchmesser zwischen 0.01 mm und 0.5 mm einstellbar ist.
11. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserquelle (1) einen gepulsten Laserstrahl (2) erzeugt, dessen Pulslänge im Bereich von 0.5-1000 ns, bevorzugt im Bereich von 0.5 - lOOps, insbesondere bevorzugt im Bereich von 1-10 ps liegt.
12. Filter, insbesondere Lebensmittelfilter, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Filter nach Anspruch 12, wobei ein Filterloch (9) mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 0.01 und 0.5, vorzugsweise zwischen 0.14 mm und 0.5 mm vorgesehen ist.
14. Filter nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei ein Filterloch (9) mit einem sich verjüngenden Durchmesser entlang der Lochachse vorgesehen ist.
15. Filter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Abstand zwischen den Filterlöchern zwischen 0.02 mm und 1.5 mm beträgt, vorzugsweise zwischen 0.05 und 0.3 mm.
16. Filter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei pro Quadratmillimeter zwischen
I und 70 Löchern vorgesehen sind, vorzugsweise zwischen 15 und 40 Löchern.
17. Anlage zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach einem der Anspruch 1 -
I 1 bei dem eine Laserquelle (1) und wenigstens eine Laserbearbeitungseinheit mit einer Durchmessersteuereinheit (5) und einer Führungsoptik (6) und eine Fördereinheit mit einer Förderfläche (8) zur Förderung wenigstens einer Metallfläche (7) relativ zur Laserbearbeitungseinheit entlang einer Förderrichtung (A) vorgesehen ist.
18. Anlage nach Anspruch 17, wobei mehrere Laserbearbeitungseinheiten vorgesehen sind, indem wenigstens ein Strahlteiler (3) vorgesehen ist, der den Laserstrahl (2) in in wenigstens zwei Teilstrahlen (4) aufteilt, und für jeden Teilstrahl (4) eine Durchmessersteuereinheit (5) und ein Führungsoptik (6) vorgesehen ist.
19. Anlage nach Anspruch 17 oder 18, wobei ein Abstand zwischen der Führungsoptik (6) und der Metallfläche (7) veränderbar ist. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Teilstrahlen (4) parallel zueinander entlang der Förderrichtung (A) vorgesehen sind.
PCT/EP2010/054074 2009-04-03 2010-03-29 Herstellunsverfahreng von filtern unter verwendung eines laserstrahles mit einstellung des durchmessers des laserstrahles; hergestellter filter; anlage zur durchführung des herstellungsverfahrens WO2010112449A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH0547/09 2009-04-03
CH5472009 2009-04-03
CH17412009 2009-11-12
CH1741/09 2009-11-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010112449A1 true WO2010112449A1 (de) 2010-10-07

Family

ID=42224962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/054074 WO2010112449A1 (de) 2009-04-03 2010-03-29 Herstellunsverfahreng von filtern unter verwendung eines laserstrahles mit einstellung des durchmessers des laserstrahles; hergestellter filter; anlage zur durchführung des herstellungsverfahrens

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010112449A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013158172A1 (en) * 2012-04-15 2013-10-24 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Pressurized water reactor with skirted lower end fitting and filter plate
CN104439716A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 深圳锜宏伟科技有限公司 激光加工系统及激光加工方法
CN105945422A (zh) * 2016-06-12 2016-09-21 西安中科微精光子制造科技有限公司 一种超快激光微细加工系统
EP4059654A1 (de) * 2021-03-19 2022-09-21 Pulsar Photonics GmbH Verfahren und fertigungssystem zur fertigung eines flachprodukts mit einer perforierten struktur, flachprodukt sowie verwendung des flachprodukts in einem mikrofilter

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5190653A (en) 1990-10-30 1993-03-02 Kraft General Foods, Inc. Coffee brewer filtration device
EP0687435A1 (de) 1994-06-17 1995-12-20 Eugster/Frismag AG Filtereinsatz für Espressomaschinen
JPH11192574A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザー加工方法及びその装置
US6007756A (en) * 1995-06-12 1999-12-28 Sig Combibloc Gmbh Process and device for perforating or cutting printed laminated composite materials
US6040552A (en) * 1997-01-30 2000-03-21 Jain; Kanti High-speed drilling system for micro-via pattern formation, and resulting structure
US6329632B1 (en) * 1998-07-30 2001-12-11 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Method and device for machining holes or shapes of varying profile using an excimer laser
US20030200737A1 (en) * 1999-05-28 2003-10-30 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Process for producing a particle filter
US20040131812A1 (en) * 2002-10-25 2004-07-08 Metcalfe Paul David Downhole filter
US20050230370A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Denso Corporation Laser beam machining equipment and method for machining by using laser beam

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5190653A (en) 1990-10-30 1993-03-02 Kraft General Foods, Inc. Coffee brewer filtration device
EP0687435A1 (de) 1994-06-17 1995-12-20 Eugster/Frismag AG Filtereinsatz für Espressomaschinen
US6007756A (en) * 1995-06-12 1999-12-28 Sig Combibloc Gmbh Process and device for perforating or cutting printed laminated composite materials
US6040552A (en) * 1997-01-30 2000-03-21 Jain; Kanti High-speed drilling system for micro-via pattern formation, and resulting structure
JPH11192574A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザー加工方法及びその装置
US6329632B1 (en) * 1998-07-30 2001-12-11 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Method and device for machining holes or shapes of varying profile using an excimer laser
US20030200737A1 (en) * 1999-05-28 2003-10-30 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Process for producing a particle filter
US20040131812A1 (en) * 2002-10-25 2004-07-08 Metcalfe Paul David Downhole filter
US20050230370A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Denso Corporation Laser beam machining equipment and method for machining by using laser beam

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013158172A1 (en) * 2012-04-15 2013-10-24 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Pressurized water reactor with skirted lower end fitting and filter plate
CN103377714A (zh) * 2012-04-15 2013-10-30 巴布科克和威尔科克斯M能量股份有限公司 具有带裙部的下端配件和滤板的压水反应堆
CN104439716A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 深圳锜宏伟科技有限公司 激光加工系统及激光加工方法
CN105945422A (zh) * 2016-06-12 2016-09-21 西安中科微精光子制造科技有限公司 一种超快激光微细加工系统
EP4059654A1 (de) * 2021-03-19 2022-09-21 Pulsar Photonics GmbH Verfahren und fertigungssystem zur fertigung eines flachprodukts mit einer perforierten struktur, flachprodukt sowie verwendung des flachprodukts in einem mikrofilter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1945401B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur materialtrennung mit laserpulsen, mit energie eines laserpuls kleiner als die energie eines laserpuls zum erzeugen einer materialtrennung
DE69908868T2 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung von Löchern oder von Formen mit veränderlichem Profil mittels eines Excimerlasers
EP4200101A1 (de) Verfahren zur herstellung mindestens eines werkstückteils und eines restwerkstücks aus einem werkstück
EP1417072A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einbringen von löchern in werkstücke mittels laserstrahlen
EP3914418B1 (de) Prozess zur strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen werkstücks
DE102006052824B4 (de) Verfahren und Vorrichtung beim Laserstrahlschneiden eines metallischen Bauteils
WO2009053031A1 (de) Verfahren zum bohren von flaschenähnlichen löchern mit einer definierten geometrie mittels gepulster laserstrahlung
DE102012217766B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Dampfdruck-Abtragschneiden eines metallischen Werkstücks
WO2010112449A1 (de) Herstellunsverfahreng von filtern unter verwendung eines laserstrahles mit einstellung des durchmessers des laserstrahles; hergestellter filter; anlage zur durchführung des herstellungsverfahrens
DE3801068A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abtragen mittels gebuendelter energiestrahlen
EP4238687A1 (de) Verfahren zur bearbeitung eines platten- oder rohrförmigen werkstücks
DE102008000306B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden
DE19846368C1 (de) Vorrichtung zum Schneiden, Schweißen, Bohren oder Abtragen eines Werkstückes mittels eines Laserstrahles
WO2023072641A1 (de) Verfahren zur erzeugung angesenkter löcher mittels laserstrahlbearbeitung
EP4251091A1 (de) Spanabhebendes werkzeug für die dentalbehandlung, insbesondere endodontie-feile, sowie verfahren zum herstellen eines spanabhebenden werkzeuges
DE102004050047A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Bohrungen mittels Laser
DE4202941C2 (de) Verfahren zum Materialabtrag an einem bewegten Werkstück
WO2023072568A1 (de) Verfahren zur herstellung von werkstückteilen mit angefasten schnittkanten
DE102022104779A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks
WO2021152008A1 (de) Anordnung zur materialbearbeitung mit einem laserstrahl, insbesondere zum laserstrahl-bohren
DE102009017316B4 (de) Strukturiertes Schneidrad, Verfahren zu dessen Herstellung und Schneidvorrichtung
DE102022131535A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Glaselements
EP3967667A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum zuschneiden von glasfolien
WO2023072567A1 (de) Verfahren zur laserstrahlbearbeitung eines werkstücks mit konstanter streckenenergie des laserstrahls
EP3613533A1 (de) Verfahren zur herstellung eines implantats sowie durch das verfahren hergestelltes implantat

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10711668

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10711668

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1