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DE102007037133A1 - Method for producing material-attenuation regions/perforations in a substrate, comprises introducing a laser-light beam on a substrate, projecting a projection lens of the light beam and diffracting light into the partial light beam - Google Patents

Method for producing material-attenuation regions/perforations in a substrate, comprises introducing a laser-light beam on a substrate, projecting a projection lens of the light beam and diffracting light into the partial light beam Download PDF

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DE102007037133A1
DE102007037133A1 DE102007037133A DE102007037133A DE102007037133A1 DE 102007037133 A1 DE102007037133 A1 DE 102007037133A1 DE 102007037133 A DE102007037133 A DE 102007037133A DE 102007037133 A DE102007037133 A DE 102007037133A DE 102007037133 A1 DE102007037133 A1 DE 102007037133A1
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DE
Germany
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substrate
light beam
light
perforations
diffractive optical
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Ceased
Application number
DE102007037133A
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German (de)
Inventor
Stefan Hummelt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NANOSYSTEC GmbH
Original Assignee
NANOSYSTEC GmbH
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Abstract

The method for producing material-attenuation regions/perforations in a substrate (13), comprises introducing a laser-light beam on the substrate, projecting a projection lens (1) of the light beam, and diffracting light into the partial light beam, which forms discrete light spots on the substrate. The projection lens comprises a diffractive optical element (5), which divides the light beam into the partial beams of light by diffraction. The substrate is moved at the projection lens. The material-attenuation regions are formed in a pre-determined arrangement. The method for producing material-attenuation regions/perforations in a substrate (13), comprises introducing a laser-light beam on the substrate, projecting a projection lens (1) of the light beam, and diffracting light into the partial light beam, which forms discrete light spots on the substrate. The projection lens comprises a diffractive optical element (5), which divides the light beam into the partial beams of light by diffraction. The substrate is moved at the projection lens. The material-attenuation regions are formed in a pre-determined arrangement. The diffractive optical element is arranged in different directions and has diffractive optical zones in correspondence to the pre-determined arrangement of material attenuation-regions or perforations. The diffractive optical zones cause different intensity, beam width, form and/or divergence of the partial light beam. The attenuation region and/or the perforation is preset directly by the diffraction of light characteristics of the assigned light spot producing diffractive zone. The light beam is radiated from an optical fiber. The projection lens comprises an inlet lens and an outlet lens. A beam diameter of the light beam or the partial light beam is adjusted to each other by varying the distance of the inlet lens to the optical fiber and/or the distance of the lenses. The diffractive optical element is arranged between the inlet lens and the outlet lens. The material-attenuation regions are through holes, holes and/or attenuation region, whose forms are preset by the arrangement of the diffractive projection lens. The material-attenuation regions or perforations are formed through thermal melting or ablation of material of the substrate. An independent claim is included for a device for producing material-attenuation regions/perforations in substrate.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Bearbeitung von Substraten bzw. Materialien, insbesondere von bahnförmigen oder tafelartigen Materialien aus beliebigen Materialien, bevorzugt aus Kunststoff, Metallblech, Papier, Pappe oder Gewebe, und betrifft insbesondere das Ausbilden von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen in solchen Substraten bzw. Materialien mit Hilfe von Laserstrahlen.The The present invention relates generally to the processing of substrates or materials, in particular of sheet-like or sheet-like materials made of any materials, preferably of plastic, sheet metal, Paper, cardboard or tissue, and in particular relates to the training of material weakening areas or perforations in such substrates or materials with the help of laser beams.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein herkömmliches Verfahren zur Ausbildung von Perforierungen in einem Substrat ist in US 4,568,815 offenbart. Dabei werden eine Mehrzahl von Perforierungen unter gleichmäßigen Abständen zueinander in einem gleichmäßig an einem Laser vorbei bewegten bahnförmigen Substrat durch Laserablation oder thermisches Schmelzen ausgebildet. Um die Positionen der Perforierungen vorzugeben, wird der Laserstrahl mit Hilfe eines Shutters mit hoher Frequenz gepulst und/oder wird der Laserstrahl mit Hilfe eines drehbeweglichen Scannerspiegels abgelenkt. Die mechanische Trägheit des Scannerspiegels begrenzt die Bearbeitungsgeschwindigkeit und erhöht den Wartungsaufwand.A conventional method for forming perforations in a substrate is in US 4,568,815 disclosed. In this case, a plurality of perforations are formed at equal distances from one another in a web-shaped substrate moved evenly past a laser by laser ablation or thermal melting. In order to specify the positions of the perforations, the laser beam is pulsed by means of a high frequency shutter and / or the laser beam is deflected by means of a rotatable scanner mirror. The mechanical inertia of the scanner mirror limits the processing speed and increases the maintenance.

Vergleichbare Vorrichtungen, die einen Scannerspiegel zur Strahlablenkung bei der Ausbildung von Schwächungsbereichen oder Perforierungen in Materialien einsetzen, sind in DE 200 13 469 U1 und DE 199 45 022 A1 offenbart.Similar devices employing a beam deflector scanner mirror in forming weakened areas or perforations in materials are disclosed in US Pat DE 200 13 469 U1 and DE 199 45 022 A1 disclosed.

Insbesondere wenn Schwächungsbereiche oder Perforierungen an weit voneinander entfernten Positionen auf einem Substrat ausgebildet werden müssen, begrenzt die Trägheit von Scannerspiegeln die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Ein Lösungsansatz, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit heraufzusetzen, besteht in der gleichzeitigen Verwendung mehrer Laserstrahlen, die mittels zugeordneter Scannerspiegel und Abbildungsoptiken geeignet abgebildet werden. Dies erhöht jedoch den Aufwand bei der Materialbearbeitung erheblich.Especially if areas of weakness or Perforations at widely spaced positions on one Substrate must be formed limits the inertia scanner mirrors the processing speed. An approach to increase the processing speed, consists in the simultaneous use of multiple laser beams by means of associated scanner levels and imaging optics are mapped appropriately. However, this increases the effort in material processing considerably.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen mit Hilfe von Lichtstrahlen bereitzustellen, womit sich in einfacher Weise eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig geringer thermischer Belastung des Substrats realisieren lässt. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung soll dabei das Ausbilden von Sollbruchstellen oder -linien in Papier-, Papp-, Metallblech- oder Kunststoffmaterialien betreffen.task It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing a plurality of material weakening areas or perforations to provide with the help of light rays, bringing in easier Make a high processing speed at the same time lower thermal stress of the substrate can be realized. A preferred application of the invention is thereby the formation of Predetermined breaking points or lines in paper, cardboard, sheet metal or Plastic materials concern.

Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.The The above and other objects are achieved by a method Claim 1 and solved by a device according to claim 12. Further advantageous embodiments are the subject of the referenced Dependent claims.

Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung teilt eine Abbildungsoptik den Lichtstrahl, bevorzugt Laserlichtstrahl, durch Lichtbeugung gleichzeitig in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen, die auf das zu bearbeitende Substrat bzw. Material abgebildet werden, wo diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden. Diese bewirken durch den Energieeintrag erfindungsgemäß die Ausbildung einer Mehrzahl von diskreten, Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen in dem Material, und zwar durch thermisches Schmelzen oder Laser-Ablation von Substratmaterial an den Positionen der mehreren diskreten Lichtflecken. Die vorliegende Erfindung eignet sich grundsätzlich zur Bearbeitung von beliebigen Materialien. Bevorzugt werden dünne Materialien mit einer ebenen Oberfläche in dem zu bearbeitenden Bereich. Bevorzugt sollte das Material bei der Wellenlänge der Lichtquelle bzw. des Laserstrahls ein möglichst geringes Reflexionsvermögen aufweisen, um den Energieeintrag in das Material zu optimieren.at a method according to the present invention Invention shares an imaging optics the light beam, preferably Laser light beam, by diffraction into a plurality of light simultaneously of partial light rays, which are applied to the substrate or Material to be mapped, where these are a plurality of discrete Train light spots. These cause by the energy input According to the invention the training a plurality of discrete material weakening areas or perforations in the material, by thermal Melting or laser ablation of substrate material at the positions of the several discrete spots of light. The present invention is suitable basically for processing any materials. Preference is given to thin materials with a flat surface in the area to be edited. Preferably, the material should be at the wavelength the light source or the laser beam have the lowest possible reflectivity, to optimize the energy input into the material.

Somit können erfindungsgemäß gleichzeitig mehrere Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen in dem zu bearbeitenden Material ausgebildet werden. Eine zeit- und kostenaufwendige Strahlablenkung ist erfindungsgemäß nicht erforderlich. Bekanntermaßen können Lichtstrahlen in einfacher Weise in eine Vielzahl von Teillichtstrahlen geteilt werden. Da zur Ausbildung eines Material-Schwächungsbereichs oder von Perforierungen je diskreten Lichtfleck ein gewisse Mindestleistung erforderlich ist, unterliegt das erfindungsgemäße Verfahren praktisch nur der Beschränkung, dass die jeweiligen Teillichtstrahlen noch eine ausreichende Intensität bzw. Leistung aufweisen müssen, um das Material in der gewünschten Weise gleichzeitig an der Mehrzahl von diskreten Stellen zu bearbeiten. Dies lässt sich durch geeignete Ausgestaltung des Strahlteilers sowie durch geeignete Wahl der Lichtleistung des Eingangslichtstrahls in nahezu beliebiger Weise realisieren.Consequently can according to the invention several at Material-weakening areas or perforations formed in the material to be processed become. A time-consuming and expensive beam deflection is not according to the invention required. As is known, light rays divided in a simple manner into a plurality of partial light beams become. As to the formation of a material weakening area or perforations each discreet light spot requires a certain minimum power is, the inventive method is practically only the restriction, that the respective partial light beams still have sufficient intensity or power have to have to the material in the desired At the same time at the plurality of discrete locations. This let yourself by suitable design of the beam splitter and by suitable Choice of the light output of the input light beam in almost any Realize way.

Erfindungsgemäß werden die Teillichtstrahlen unmittelbar von der Abbildungsoptik geeignet abgebildet und abgelenkt, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen auszubilden. Als besonders zweckmäßig zur geeigneten Strahlteilung hat sich die Verwendung eines der Abbildungsoptik zugeordneten diffraktiven optischen Elements (DOE) erwiesen, da hierdurch auch hohe Lichtintensitäten nahezu verlustfrei und mit geeignetem Strahlprofil der Teillichtstrahlen geteilt werden können. Insbesondere lässt sich mit diffraktiven optischen Elementen auch eine weitere Strahlformung einfach realisieren, insbesondere in Bezug auf den Strahlquerschnitt, die Intensität, Form bzw. Strahlprofil und/oder Divergenz der jeweiligen Teillichtstrahlen.According to the invention, the partial light beams are imaged and deflected by the imaging optics directly in order to simultaneously form a plurality of material weakening areas or perforations. The use of a diffractive optical element (DOE) assigned to the imaging optics has proven to be particularly expedient for suitable beam splitting, since in this way Even high light intensities can be almost lossless and shared with a suitable beam profile of the partial light beams. In particular, diffractive optical elements can also be used to easily realize further beam shaping, in particular with regard to the beam cross section, the intensity, shape or beam profile and / or divergence of the respective partial light beams.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen in einer vorbestimmten geometrischen Anordnung vorgegeben. Dies kann beispielsweise durch die jeweilige bestimmungsgemäße Verwendung des zu bearbeitenden Substrats bzw. Materials bedingt sein. Soll beispielsweise eine umlaufende Linie von Material-Schwächungsbereichen unter eine Substratoberfläche gesetzt werden, beispielsweise zur Ausbildung einer umlaufenden Sollbruchlinie in einem Kunststoffmaterial einer Airbag-Kappe, so wird es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn sämtliche Material-Schwächungsbereichen der umlaufenden Linie gleichzeitig in dem Substrat bzw. Material ausgebildet werden. Erfindungsgemäß ist das diffraktive optische Element so ausgebildet und ausgelegt, dass die Teillichtstrahlen in Entsprechung zu dieser vorbestimmten Anordnung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen erzeugt und in entsprechende Richtungen gerichtet und abgebildet werden. Vorteilhaft ist, dass eine weitere aufwendige Ablenkung der Teillichtstrahlen nicht erforderlich ist. Zur Umstellung des Verfahrens auf eine andere geometrische Anordnung der Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen kann das diffraktive optische Element dabei austauschbar sein, beispielsweise in einer Revolvereinheit oder einer anderen Dreh- bzw. Wechseleinrichtung gehalten werden.According to one another embodiment are the material weakening areas or perforations in a predetermined geometric arrangement specified. This can, for example, by the respective intended use be conditioned by the substrate or material to be processed. Should For example, a circumferential line of material weakening areas under a substrate surface be set, for example, to form a circumferential Fracture line in a plastic material of an airbag cap, so it will preferred according to the invention, if all Material-weakening areas the circumferential line simultaneously in the substrate or material be formed. According to the invention, the diffractive optical Element designed and designed so that the partial light rays in correspondence with this predetermined arrangement of material weakening areas or perforations and directed in corresponding directions and be pictured. It is advantageous that a more elaborate Distraction of the partial light rays is not required. To change of the method to a different geometric arrangement of the material weakening areas or perforations, the diffractive optical element can thereby be interchangeable, for example in a revolver unit or another rotating or changing device are kept.

Durch die Abbildungseigenschaften der Abbildungsoptik können auch für die Materialbearbeitung wichtige Parameter, wie Lichtintensität und Strahlprofil, geeignet vorgegeben werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die die Abbildungseigenschaften der Abbildungsoptik so gewählt, dass die Material-Schwächungsbereiche unterhalb der der Abbildungsoptik zugewandten Oberfläche des Substrats ausgebildet werden, also in der Tiefe des zu bearbeitenden Materials oder auf der der Abbildungsoptik abgewandten Rückseite des zu bearbeitenden Substrats bzw. Materials.By The imaging properties of imaging optics can also for the Material processing important parameters, such as light intensity and beam profile, be given suitable. According to one another embodiment the imaging properties of the imaging optics are chosen such that the material weakening areas below the imaging optics surface facing the Substrate are formed, ie in the depth of the processed Material or on the back of the imaging optics of the substrate or material to be processed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die geometrische Form der Schwächungsbereiche bzw. Perforierungen unmittelbar durch die Lichtbeugungseigenschaften der diffraktiven Abbildungsoptik, insbesondere eines zugeordneten diffraktiven Bereichs eines diffraktiven optischen Elements, vorgegeben, womit der zugeordneten Lichtfleck erzeugt wird, welcher den jeweiligen Schwächungsbereich bzw. die jeweilige Perforierung ausbildet. Entspricht beispielsweise die Kontur eines Schwächungsbereichs bzw. einer Perforierung der Form eines Langlochs, so wird in der diffraktiven Abbildungsoptik, insbesondere in einer zugeordneten diffraktiven Zone derselben, ein Teillichtstrahl dergestalt abgeteilt und abgebildet, um durch Laserablation oder thermisches Schmelzen des Substratmaterials unmittelbar den Schwächungsbereich bzw. die Perforierung mit der gewünschten Kontur auszubilden, ohne dass hierzu eine weitere mechanische Strahlablenkung und/oder eine Relativverschiebung von Substrat und Laserstrahl erforderlich wäre.According to one another embodiment becomes the geometric shape of the weakened areas or perforations directly by the light diffraction properties of the diffractive Imaging optics, in particular an associated diffractive region a diffractive optical element, given, with which the associated Light spot is generated, which the respective weakening range or the respective perforation forms. Corresponds for example the contour of a weakened area or a perforation of the shape of a slot, so in the diffractive imaging optics, in particular in an associated diffractive zone thereof, a partial light beam divided in such a way and imaged by laser ablation or thermal fusion of the substrate material directly the weakened area or the perforation with the desired Contour without forming a further mechanical beam deflection and / or a relative displacement of substrate and laser beam required would.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Abbildungsoptik mehrere diffraktive optische Elemente zugeordnet sind, beispielsweise unmittelbar in dieser gehalten sind, um den Eingangs-Lichtstrahl geeignet in eine Vielzahl von Teillichtstrahlen zu teilen. Bevorzugt wird jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform ein einzelnes diffraktives optischen Element verwendet, das insgesamt von dem Eingangs-Teillichtstrahl durchsetzt wird und eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen bzw. aktiven Zonen aufweist, deren Anordnung und Auslegung abgestimmt sind auf die vorgenannte vorbestimmte Anordnung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen. Somit weist das diffraktive optische Element eine oder mehrere diffraktive optische Zonen bzw. aktiven Zonen auf, die beispielsweise in Gestalt von alternierenden erhabenen und vertieften linien-, kreis- oder ellipsenförmigen Zonen oder von alternierenden Bereichen mit unterschiedlichem Brechungsindex oder in anderer Weise, als geeignet Licht beugende Strukturen ausgebildet sind. Diese aktiven Zonen sind bevorzugt auf einem einzelnen, für den Eingangs-Lichtstrahl transparenten Substrat vorgesehen, das zu diesem Zweck auch wechselbar im Strahlengang des Eingangs-Lichtstrahls gehalten sein kann.Basically be provided that the imaging optics several diffractive optical Elements are assigned, for example, held directly in this are suitable for the input beam in a variety of Partial light rays to divide. However, preference is given according to a another embodiment used a single diffractive optical element, the total is penetrated by the input partial light beam and a plurality of diffractive optical zones or active zones, whose Arrangement and design are matched to the aforementioned predetermined arrangement of material weakening areas or Perforations. Thus, the diffractive optical element has a or more diffractive optical zones or active zones, for example, in the form of alternating raised and recessed line, circular or elliptical Zones or alternating areas with different refractive index or otherwise, as appropriate light diffractive structures formed are. These active zones are preferably on a single, for the input light beam provided transparent substrate, which is also interchangeable in the Beam path of the input light beam can be held.

Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist jede der diffraktiven optischen Zonen des diffraktiven optischen Elements ausgelegt, um dem zugeordneten Teillichtstrahl eine geeignete Intensität, einen geeigneten Strahlquerschnitt, eine geeignete Strahlform und/oder Strahldivergenz aufzuprägen. Somit können die einzelnen diffraktiven optischen Zonen in beliebiger Weise unterschiedlich ausgelegt sein.According to one preferred aspect of the present invention is each of designed diffractive optical zones of the diffractive optical element, around the associated partial light beam a suitable intensity, a suitable beam cross-section, a suitable beam shape and / or Impose beam divergence. Thus, you can the individual diffractive optical zones differ in any way be designed.

Insbesondere lassen sich so auch Teillichtstrahlen mit unterschiedlichen Intensitäten in einfacher Weise realisieren, so dass Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen, wie beispielsweise Sollbruchlinien, gleichzeitig mit unterschiedlichem Energieeintrag aus einem einzigen Eingangs-Lichtstrahl erzeugt werden können.Especially Thus, partial light beams with different intensities can also be made easier Realize such that material weakening areas or perforations, such as rupture lines, simultaneously with different Energy input can be generated from a single input light beam can.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst die Abbildungsoptik zumindest eine Eingangslinse und eine dazu in Strahlrichtung beabstandete Ausgangslinse, so dass damit durch Variieren des Abstands ein größerer oder kleinerer Durchmesser des Laserstrahls eingestellt werden kann. Bei Verwendung eines Lichtwellenleiters, insbesondere einer Glasfaser, zur Einkopplung des Eingangslichtstrahls in die Abbildungsoptik kann ferner der Abstand der Eingangslinse zur Ausgangsseite des Lichtwellenleiters variiert werden, was weitere Freiheitsgrade eröffnet.In accordance with another aspect of the present invention, the imaging optics include at least one input lens and an outlet lens spaced therefrom in the beam direction, so that a larger or smaller diameter of the laser beam can be adjusted by varying the distance. When using an optical waveguide, in particular a glass fiber, for coupling the input light beam into the imaging optical system, the distance between the input lens and the output side of the optical waveguide can furthermore be varied, which opens up further degrees of freedom.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das diffraktive optische Element zwischen der vorgenannten Eingangslinse und Ausgangslinse angeordnet, was eine Justierung erleichtert und Justagetoleranzen mindert. Gleichzeitig kann das diffraktive optische Element gemeinsam mit der Eingangs- und Ausgangslinse in einer modularen Optikeinheit abgedichtet eingehäust sein. Das Gehäuse der Abbildungsoptik kann dabei ausgelegt sein, um einen Wechsel des diffraktiven optischen Elements zur Ausbildung einer anderen Anordnung von Bearbeitungsstellen zu ermöglichen, beispielsweise mittels einer Revolvereinheit oder einer anderen Dreh- bzw. Wechseleinheit, worin mehrere unterschiedlich ausgebildete diffraktive optische Elemente gehalten sind.According to one Another aspect of the present invention is the diffractive optical element between the aforementioned input lens and output lens arranged, which facilitates adjustment and adjustment tolerances decreases. At the same time, the diffractive optical element together with the input and output lens in a modular optical unit sealed housed be. The housing The imaging optics can be designed to be a change of the diffractive optical element for forming another Arrangement of processing points to allow, for example by means a revolver unit or another rotary or exchange unit, wherein several differently formed diffractive optical Elements are kept.

Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens betrifft das Ausbilden von Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen in beliebigen Materialien, beispielsweise in Papier-, Papp-, Metallblech- oder Kunststoffmaterialien. Bei diesen Anwendungen können erfindungsgemäß gleichzeitig mehrere Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen gesetzt werden, und zwar durch geeignete Aufteilung eines Lichtstrahls, bevorzugt Laserstrahls, in mehrere Teillichtstrahlen unter gleichzeitiger geeigneter Ablenkung und Abbildung derselben auf das zu bearbeitende Material in einer vorbestimmten geometrischen Anordnung. Ein aufwendiges sequentielles Ablenken eines Laserstrahls mittels einer Scanneroptik ist erfindungsgemäß nicht erforderlich. Somit lassen sich hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten erzielen. Gleichzeitig ist die thermische Belastung des zu bearbeitenden Materials vernachlässigbar. Das zu verwendende diffraktive optische Element kann dabei so ausgelegt sein, dass gleichzeitig eine Vielzahl Sollbruchstellen ausgebildet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich somit auch für Materialbearbeitung mit hohem Durchsatz. Die Teillichtstrahlen können dabei insbesondere mit unterschiedlichen Intensitäten bzw. Leistungen erzeugt werden, so dass gleichzeitig Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen mit unterschiedlicher Auslegung gesetzt werden können, beispielsweise mit unterschiedlichen geometrischen zwei- oder dreidimensionalen Formen, Größen und/oder Tiefen.A preferred application of the method relates to the formation of predetermined breaking lines or predetermined breaking points in any materials, for example in Paper, cardboard, sheet metal or plastic materials. In these Applications can according to the invention simultaneously several material weakening areas or perforations, by appropriate division a light beam, preferably a laser beam, in a plurality of partial light rays under simultaneous appropriate deflection and imaging of the same the material to be processed in a predetermined geometric Arrangement. A complex sequential deflection of a laser beam by means of a scanner optics is not required according to the invention. Consequently high processing speeds can be achieved. simultaneously is the thermal load of the material to be processed negligible. The diffractive optical element to be used can be designed in this way that at the same time a plurality of predetermined breaking points are formed can. The inventive method is also suitable for Material processing with high throughput. The partial light rays can thereby generated in particular with different intensities or powers so that at the same time material weakening areas or perforations can be set with different interpretation, for example, with different geometric two- or three-dimensional shapes, sizes and / or Deep.

FigurenübersichtLIST OF FIGURES

Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:following the invention will be described by way of example and with reference on the attached Drawings are described, resulting in more features, benefits and to be solved Tasks will result. Show it:

1 in einer schematischen Darstellung eine Anlage zur gleichzeitigen Ausbildung einer Mehrzahl von Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen in einem bahnförmigen Material gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a system for the simultaneous formation of a plurality of material weakening areas or perforations in a sheet material according to the present invention;

2 in einer vergrößerten Schnittansicht eine Abbildungsoptik der Anlage gemäß der 1; und 2 in an enlarged sectional view of an imaging optics of the system according to the 1 ; and

3 in einer schematischen Draufsicht und in einem Ausschnitt ein Substrat, in welchem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Sollbruchlinien ausgebildet wurde. 3 in a schematic plan view and in a section of a substrate in which a predetermined breaking lines has been formed by the method according to the invention.

In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.In the figures denote identical reference numerals identical or Substantially equal elements or groups of elements.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen der ErfindungDetailed description of exemplary embodiments the invention

Gemäß der 1 wird der Laserstrahl eines Diodenlasers 8 in eine Glasfaser 9 eingekoppelt und zur Anlage weitergeleitet, wo ein Bearbeitungskopf eine Abbildungsoptik 1 mit einem zugeordneten diffraktiven optischen Element (DOE) 5 trägt. Durch die Abbildungsoptik 1 wird der Eingangs-Lichtstrahl 10 in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen 12a12c geteilt. Gleichzeitig werden diese geeignet fokussiert. Der Abstand zwischen dem Bearbeitungskopf und dem Substrat 13 wird deshalb in Entsprechung zur erzielten Brennweite der Abbildungsoptik 1 und zum gewünschten Durchmesser der Strahlflecken auf dem Substrat 13 gewählt. Beispielhaft wurde ein Abstand zwischen dem Bearbeitungskopf und dem zu bearbeitenden Substrat von der Großenordnung von etwa 10cm bis etwa 50cm realisiert. Gemäß der 1 werden auf der Oberfläche des Substrats 13 mehrere Lichtflecken ausgebildet, beispielsweise in einer regelmäßigen Anordnung, von der nur jeweils drei Lichtflecken zur Ausbildung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen dargestellt sind, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben. Die Lichtflecken auf dem Substrat 13 sind in geeigneter geometrischer Anordnung ausgebildet, die beispielsweise durch eine bestimmungsgemäße Anwendung vorgegeben ist. In der Ebene des Substrats 13 kann die geometrische Anordnung der Lichtflecken dabei nahezu beliebig sein. Zur geeigneten Abbildung und Ablenkung der Teillichtstrahlen 12a12c braucht nur die Abbildungsoptik 1 und das diffraktive optische Element 5 geeignet ausgelegt werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.According to the 1 becomes the laser beam of a diode laser 8th in a fiberglass 9 coupled and forwarded to the plant, where a processing head an imaging optics 1 with an associated diffractive optical element (DOE) 5 wearing. Through the imaging optics 1 becomes the input light beam 10 in a plurality of partial light rays 12a - 12c divided. At the same time they are properly focused. The distance between the machining head and the substrate 13 is therefore in accordance with the achieved focal length of the imaging optics 1 and the desired diameter of the beam spots on the substrate 13 selected. By way of example, a distance between the machining head and the substrate to be processed of the order of magnitude of about 10 cm to about 50 cm was realized. According to the 1 be on the surface of the substrate 13 a plurality of light spots formed, for example, in a regular arrangement, of which only three light spots for forming material weakening areas or perforations are shown, as described in more detail below. The light spots on the substrate 13 are formed in a suitable geometric arrangement, which is predetermined for example by a proper application. In the plane of the substrate 13 the geometric arrangement of the light spots can be almost arbitrary. For suitable imaging and deflection of the partial light rays 12a - 12c only needs the imaging optics 1 and the diffractive optical element 5 be designed suitably, as described in more detail below.

Zur Verstellung der Abbildungsoptik 1 ist eine Verstelleinrichtung 4 vorgesehen, die insbesondere, wie in der 2 gezeigt, den Abstand z1 der Eingangslinse 2 der Abbildungsoptik 1 zur Ausgangsseite der Glasfaser 9 und/oder den Abstand z2 zwischen der Eingangslinse 2 und der zugeordneten Ausgangslinse 3 der Abbildungsoptik 1 geeignet variieren kann, um so den Durchmesser des Eingangs-Lichtstrahls 10 und der Teillichtstrahlen 12a12c sowie der Lichtflecken geeignet vorzugeben, was einen Einfluss auf die Lichtintensität je Lichtfleck haben kann.For adjusting the imaging optics 1 is an adjusting device 4 provided, in particular, as in the 2 shown, the distance z1 of the input lens 2 the imaging optics 1 to the exit side of the fiber 9 and / or the distance z2 between the input lens 2 and the associated output lens 3 the imaging optics 1 may vary suitably to the diameter of the input light beam 10 and the partial light rays 12a - 12c as well as the light spots suitable, which can have an influence on the light intensity per light spot.

Gemäß der 1 kann das DOE 5 in einer manuell oder motorisch antreibbaren Wechseleinrichtung 7 gelagert sein, beispielsweise einer Revolvereinheit oder einer vergleichbaren Dreheinrichtung. Durch Betätigen der Wechseleinrichtung 7 kann das DOE gewechselt werden, um eine andere geeignete geometrische Anordnung von Lötstellen zu setzen.According to the 1 can the DOE 5 in a manually or motor driven driveable device 7 be stored, for example, a revolver unit or a comparable rotating device. By pressing the changer 7 For example, the DOE can be changed to set another suitable geometric arrangement of solder joints.

Gemäß der 1 ist das Substrat 13 auf einer Translationseinrichtung 15, beispielsweise einem Transportband oder einem x-/y-Verschiebetisch, gelagert, die von einem Antrieb 16 angetrieben ist.According to the 1 is the substrate 13 on a translation device 15 , For example, a conveyor belt or a x- / y-displacement table, stored by a drive 16 is driven.

Bei dem Verfahren werden die auf dem Substrat 13 auszubildenden Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen bevorzugt in einer regelmäßigen, wiederkehrenden Anordnung ausgebildet. Während eines ersten Prozessschrittes werden in einem ersten Bereich des Substrats 13 gleichzeitig mehrere Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen ausgebildet, die in der 1 beispielhaft mit den Bezugszeichen 14a14c bezeichnet werden. Diese Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen können sich an einem einzigen Substrat befinden, können jedoch auch an unterschiedlichen Substraten ausgebildet werden, die in dem ersten Prozessschritt aufgrund der Strahlteilung in die mehreren Teil-Lichtstrahlen 12a12c gleichzeitig ausgebildet werden können. Anschließend wird die Verstelleinrichtung 15 betrieben und wird ein benachbarter Substratbereich in den Arbeitsbereich der Abbildungsoptik 1 und des DOE 5 gefahren, und zwar dergestalt, dass die Teillichtstrahlen 12a12c in derselben Weise, wie bei dem ersten Prozessschritt, auf den entsprechenden Substratbereich einwirken, um Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen in derselben geometrischen Anordnung wie während des vorgenannten ersten Prozessschritts auszubilden. In der 1 sind diese während des zweiten Prozessschritts ausgebildeten Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen durch die mit einem Apostroph versehenen Bezugszeichen 14a', 14b' und 14c' bezeichnet. Dies bildet den zweiten Prozessschritt, der in entsprechender Weise beliebig oft wiederholt werden kann. Zwischen den Prozessschritten wird das Substrat dabei um einen stets gleichen Verfahrweg verfahren, der durch den Abstand zwischen den einzelnen regelmäßigen Anordnungen von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen auf dem Substrat vorgegeben ist.In the process, those on the substrate 13 Trained material weakening areas or perforations preferably formed in a regular, recurring arrangement. During a first process step, in a first region of the substrate 13 simultaneously formed a plurality of material weakening areas or perforations, in the 1 by way of example with the reference numerals 14a - 14c be designated. These material weakening areas or perforations may be on a single substrate, but may also be formed on different substrates formed in the first process step due to the beam splitting into the multiple partial light beams 12a - 12c can be trained simultaneously. Subsequently, the adjustment 15 operates and becomes an adjacent substrate area in the working area of the imaging optics 1 and the DOE 5 driven, in such a way that the partial light rays 12a - 12c in the same way as in the first process step, acting on the respective substrate area to form material weakening areas or perforations in the same geometric arrangement as during the aforementioned first process step. In the 1 these are material weakening areas or perforations formed during the second process step by the reference numbers provided with an apostrophe 14a ' . 14b ' and 14c ' designated. This forms the second process step, which can be repeated as often as desired. Between the process steps, the substrate is thereby moved by an always identical travel path, which is predetermined by the distance between the individual regular arrangements of material weakening regions or perforations on the substrate.

Zur Steuerung der Anlage gemäß der 1 ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, beispielsweise eine CPU (nicht dargestellt), welche insbesondere die Verstelleinrichtung 4, die Wechseleinrichtung 7, die Translationseinrichtung 15 mit dem zugeordneten Antrieb 16 sowie die Laserdiode 8 in geeigneter Weise steuert.To control the system according to the 1 a control device is provided, for example a CPU (not shown), which in particular the adjusting device 4 , the changing device 7 , the translation device 15 with the assigned drive 16 as well as the laser diode 8th controlled appropriately.

Wie dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein wird, ist der Lichtstrahl bzw. Laserstrahl bevorzugt gepulst, um so während des Weitertransports des Substrats 13 relativ zu der Abbildungsoptik 1, 5 für eine Lichtintensität zu sorgen, die verschwindend ist oder jedenfalls unterhalb eines Schwellenwerts liegt, der überschritten werden müsste, um eine Bearbeitung des Substrats zur Ausbildung der Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen zu bewirken.As will be readily apparent to one skilled in the art, the light beam or laser beam is preferably pulsed so as to be in transit of the substrate 13 relative to the imaging optics 1 . 5 to provide a light intensity which is zero or at least below a threshold which would have to be exceeded in order to effect processing of the substrate to form the material weakening areas or perforations.

Weitere Einzelheiten der Abbildungsoptik 1 sind der 2 entnehmbar. Zwischen den entlang der optischen Achse 11 beabstandet zueinander angeordneten Linsen 2, 3 ist ein DOE (diffraktives optisches Element) 5 angeordnet, das den Eingangslichtstrahl 10 durch Lichtbeugung in die dargestellten Teillichtstrahlen 12a12c teilt. Durch die Abbildungseigenschaften der Linsen 2, 3 und/oder des DOE 5 werden die Teillichtstrahlen 12a12c geeignet fokussiert bzw. abgebildet. Durch unterschiedliche Beugung in Teilbereichen 6a6c des DOE 5 werden die Teillichtstrahlen 12a12c in geeignete Richtungen abgelenkt. Gemäß der 2 können auf den DOE 5 mehrere unterschiedlich ausgelegte diffraktive optische Zonen 6a6c vorgesehen sein, welche den Teillichtstrahlen 12a12c unterschiedliche Intensitäten, Strahlquerschnitte, Strahlprofile bzw. Strahlformen und/oder Divergenzen aufprägen. Dem Fachmann auf diesem Gebiet wird eine geeignete Ausgestaltung des DOE 5 sowie der diffraktiven optischen Zonen 6a6c ohne weiteres möglich sein. Wie dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein wird, können durch geeignete Aufweitung des Eingangslichtstrahls 10 und geeignete Bereitstellung von diffraktiven optischen Zonen 6a6c sehr viele Teillichtstrahlen 1212c gleichzeitig geeignet ausgebildet werden.Further details of the imaging optics 1 are the 2 removable. Between the along the optical axis 11 spaced apart lenses 2 . 3 is a DOE (diffractive optical element) 5 arranged, which the input light beam 10 by light diffraction in the partial light rays shown 12a - 12c Splits. By the imaging properties of the lenses 2 . 3 and / or the DOE 5 become the partial light rays 12a - 12c appropriately focused or imaged. By different diffraction in partial areas 6a - 6c of the DOE 5 become the partial light rays 12a - 12c deflected in suitable directions. According to the 2 can on the DOE 5 several differently designed diffractive optical zones 6a - 6c be provided, which the partial light rays 12a - 12c imprint different intensities, beam cross sections, beam profiles or beam shapes and / or divergences. Those skilled in the art will appreciate a suitable embodiment of the DOE 5 and the diffractive optical zones 6a - 6c be possible without further ado. As will be readily apparent to one skilled in the art, by appropriate expansion of the input light beam 10 and suitable provision of diffractive optical zones 6a - 6c very many partial light rays 12 - 12c be designed to be suitable at the same time.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich grundsätzlich auch zur Substratbearbeitung durch gleichzeitige Bearbeitung eines Substrats an einer Vielzahl von Stellen. Zu diesem Zweck wird in der vorstehend beschriebenen Weise ein Eingangslichtstrahl in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen unterteilt, die gemäß der 3 auf dem Werkstück 40 eine Mehrzahl von diskreten Bearbeitungsstellen 41 ausbilden, beispielsweise von Durchgangslöchern, Sacklöchern und/oder Schwächungsbereichen. Das Verfahren eignet sich zur Bearbeitung beliebiger Substrate, beispielsweise von Papier- oder Pappbögen, Kunststoffmaterialien oder Metallblechen. Die Mehrzahl von Bearbeitungsstellen 41 kann gemäß der 3 entlang eines beliebigen Linienverlaufs 42 angeordnet sein.The inventive method is basically also suitable for substrate processing by simultaneous processing of a substrate at a plurality of sites. For this purpose, in the manner described above, an input light beam in a plurality of partial light beams un distributed according to the 3 on the workpiece 40 a plurality of discrete processing stations 41 form, for example, through holes, blind holes and / or weakening areas. The method is suitable for processing any substrates, for example paper or cardboard sheets, plastic materials or metal sheets. The majority of processing points 41 can according to the 3 along any line course 42 be arranged.

Zusammenfassend wird somit gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Substratbearbeitung bereitgestellt, bei welchem Verfahren ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laser-Lichtstrahl, bereitgestellt wird und eine Abbildungsoptik den Lichtstrahl durch Lichtbeugung derart abbildet und in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt, dass diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden, die eine Bearbeitung des jeweiligen Substrats bewirken.In summary Thus, according to another Another aspect of the present invention is a method for Substrate processing provided, in which method a light beam, In particular, a laser light beam is provided and a Imaging optics images the light beam by light diffraction in such a way and divides it into a plurality of partial light rays, that this one Form a plurality of discrete spots of light that require processing of the respective substrate effect.

Dabei können die Lichtflecken Durchgangslöcher, Sacklöcher und/oder Schwächungsbereiche in einer durch die Ausgestaltung des diffraktiven optischen Elements vorgegebenen geometrischen Anordnung ausbilden.there can the light spots through holes, blind holes and / or weakening areas in one by the design of the diffractive optical element form predetermined geometric arrangement.

Dadurch können beispielsweise geeignet verlaufende Sollbruchlinien in Kunststoffkappen von Kraftfahrzeug-Airbagmodulen oder in Papp- bzw. Papierbehältern, wie beispielsweise in der EP 0 566 722 B1 beschrieben, ausgebildet werden.As a result, for example, suitably extending predetermined breaking lines in plastic caps of motor vehicle airbag modules or in cardboard or paper containers, such as in the EP 0 566 722 B1 described, trained.

Wie dem Fachmann beim Studium der vorliegenden Anmeldung ohne weiteres ersichtlich sein wird, können die diskreten Bearbeitungsstellen durchaus auch teilweise überlappen. Die Teillichtstrahlen können dabei in beliebiger Weise von einer Vorderseite und/oder einer Rückseite eines Trägers auf die Bearbeitungsstellen gerichtet werden. Zu diesem Zweck können auch in dem Träger Durchgangslöcher vorgesehen sein oder kann dieser zumindest abschnittsweise transparent ausgestaltet sein, um einen optischen Zugang zu den Bearbeitungsstellen zu ermöglichen.As the expert in studying the present application readily can be seen The discrete processing points may also partially overlap. The partial light rays can in any way from a front and / or a back of a carrier the processing points are directed. For this purpose can also in the carrier Through holes be provided or this at least partially transparent be designed to provide optical access to the processing points to enable.

11
Abbildungsoptikimaging optics
22
Eingangslinse/-optikInput lens / optics
33
Ausgangslinse/-optikOutput lens / optics
44
Verstelleinrichtungadjustment
55
diffraktives optisches Elementdiffractive optical element
6a. 6c6a. 6c
diffraktives optisches Element/diffraktive optische Zonendiffractive optical element / diffractive optical zones
77
Wechseleinrichtungchanger
88th
Lichtquelle (Laserdiode, LED)light source (Laser diode, LED)
99
Lichtwellenleiteroptical fiber
1010
Eingangs-LichtstrahlInput light beam
1111
optische Achseoptical axis
12a–12c12a-12c
Teil-LichtstrahlenPartial light beams
1313
Substrat/BahnmaterialSubstrate / web material
14a–14c14a-14c
Perforierung/SchwächungsbereichPerforation / weakening region
1515
Translationseinrichtungtranslation device
1616
Antriebdrive
4040
Werkstückworkpiece
4141
Perforierung/SchwächungsbereichPerforation / weakening region
4242
Linieline

Claims (19)

Verfahren zum Erzeugen einer Mehrzahl von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen in einem Substrat (13, 40), bei welchem Verfahren ein Lichtstrahl (10), insbesondere ein Laser-Lichtstrahl, bereitgestellt wird, eine Abbildungsoptik (1, 5) den Lichtstrahl derart abbildet und durch Lichtbeugung in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen (12a12c) teilt, dass diese auf dem Substrat (13, 40) eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden, die in dem Substrat (13, 40) gleichzeitig eine Mehrzahl von diskreten Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen (14a14c, 41) ausbilden.Method for producing a plurality of material weakening areas or perforations in a substrate ( 13 . 40 ), in which method a light beam ( 10 ), in particular a laser light beam, an imaging optics ( 1 . 5 ) images the light beam in such a way and by light diffraction into a plurality of partial light beams ( 12a - 12c ) states that these are on the substrate ( 13 . 40 ) form a plurality of discrete spots of light in the substrate ( 13 . 40 ) simultaneously a plurality of discrete material weakening areas or perforations ( 14a - 14c . 41 ) train. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abbildungsoptik ein diffraktives optisches Element (5) umfasst, das den Lichtstrahl (10) durch Lichtbeugung in die Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt.Method according to Claim 1, in which the imaging optics comprise a diffractive optical element ( 5 ) comprising the light beam ( 10 ) is divided by light diffraction into the plurality of partial light rays. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Material-Schwächungsbereiche (14a14c, 41) in einer vorbestimmten Anordnung ausgebildet werden und bei dem das diffraktive optische Element (5) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen in die Teillichtstrahlen (12a12c) teilt und in unterschiedliche Richtungen richtet.Method according to Claim 2, in which the material weakening regions ( 14a - 14c . 41 ) are formed in a predetermined arrangement and in which the diffractive optical element ( 5 ) corresponding to the predetermined arrangement of material weakening areas or perforations in the partial light beams ( 12a - 12c ) and directed in different directions. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das diffraktive optische Element (5) eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen (6a6c) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen aufweist.Method according to Claim 3, in which the diffractive optical element ( 5 ) a plurality of diffractive optical zones ( 6a - 6c ) in correspondence with the predetermined arrangement of material weakening areas or perforations. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die diffraktiven optischen Zonen (6a6c) eine(n) unterschiedliche(n) Intensität, Strahlquerschnitt, Form und/oder Divergenz der Teillichtstrahlen (12a12c) bewirken.Method according to Claim 4, in which the diffractive optical zones ( 6a - 6c ) a different intensity, beam cross-section, shape and / or divergence of the partial light beams ( 12a - 12c ) cause. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Form des jeweiligen Schwächungsbereichs bzw. der jeweiligen Perforierung (14a14c, 41) unmittelbar durch die Lichtbeugungseigenschaften der den zugeordneten Lichtfleck erzeugenden diffraktiven Zone (6a6c) vorgegeben wird.Method according to Claim 5, in which the shape of the respective weakened region or of the respective perforation ( 14a - 14c . 41 ) directly by the light diffraction properties of the diffractive zone producing the associated light spot ( 6a - 6c ) is given. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem der Lichtstrahl (10) von einem Lichtwellenleiter (9) abgestrahlt wird und die Abbildungsoptik eine Eingangslinse (2) und eine Ausgangslinse (3) umfasst, wobei durch Variieren des Abstands (Z1) der Eingangslinse zum Lichtwellenleiter und/oder des Abstands (Z2) der Linsen zueinander ein Strahldurchmesser des Lichtstrahls (10) oder der Teillichtstrahlen (12a12c) angepasst wird.Method according to one of Claims 2 to 6, in which the light beam ( 10 ) of an optical waveguide ( 9 ) and the imaging optics is an input lens ( 2 ) and an exit lens ( 3 ), wherein by varying the distance (Z1) of the input lens to the optical waveguide and / or the distance (Z2) of the lenses to each other a beam diameter of the light beam ( 10 ) or partial light rays ( 12a - 12c ) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das diffraktive optische Element (5) zwischen der Eingangslinse (2) und der Ausgangslinse (3) angeordnet ist.Method according to Claim 7, in which the diffractive optical element ( 5 ) between the input lens ( 2 ) and the exit lens ( 3 ) is arranged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Material-Schwächungsbereiche (14a14c, 41) Durchgangslöcher, Sacklöcher und/oder Schwächungsbereiche sind, deren Formen durch die Ausgestaltung der diffraktiven Abbildungsoptik (1, 5) vorgegeben sind.Method according to one of the preceding claims, in which the material weakening areas ( 14a - 14c . 41 ) Through holes, blind holes and / or weakening areas whose shapes are formed by the design of the diffractive imaging optics ( 1 . 5 ) are given. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen (14a14c, 41) durch thermisches Schmelzen oder Ablation von Material des Substrats ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, in which the material weakening areas or perforations ( 14a - 14c . 41 ) are formed by thermal melting or ablation of material of the substrate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (13, 40) getaktet an der Abbildungsoptik (1, 5) vorbei bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the substrate ( 13 . 40 ) clocked at the imaging optics ( 1 . 5 ) is moved past. Vorrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen in einem Substrat (13, 40), umfassend: eine Halteeinrichtung (15) zum Positionieren und/oder Bewegen des Substrats; eine Lichtquelle (8), die einen Lichtstrahl (10), insbesondere einen Laser-Lichtstrahl bereitstellt; und eine Abbildungsoptik (1, 5), die den Lichtstrahl derart abbildet und durch Lichtbeugung in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen (12a12c) teilt, dass diese auf dem Substrat (13, 40) eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden, die in dem Substrat (13, 40) gleichzeitig eine Mehrzahl von diskreten Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen (14a14c, 41) ausbilden.Device for producing a plurality of material weakening areas or perforations in a substrate ( 13 . 40 ), comprising: a holding device ( 15 ) for positioning and / or moving the substrate; a light source ( 8th ), which has a light beam ( 10 ), in particular providing a laser light beam; and an imaging optics ( 1 . 5 ) which images the light beam in such a way and by light diffraction into a plurality of partial light beams ( 12a - 12c ) states that these are on the substrate ( 13 . 40 ) form a plurality of discrete spots of light in the substrate ( 13 . 40 ) simultaneously a plurality of discrete material weakening areas or perforations ( 14a - 14c . 41 ) train. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Abbildungsoptik ein diffraktives optisches Element (5) umfasst, das den Lichtstrahl (10) durch Lichtbeugung in die Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt.Apparatus according to claim 12, in which the imaging optics comprise a diffractive optical element ( 5 ) comprising the light beam ( 10 ) is divided by light diffraction into the plurality of partial light rays. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das diffraktive optische Element (5) in Entsprechung zu einer vorbestimmten Anordnung in die Teillichtstrahlen (12a12c) teilt und in unterschiedliche Richtungen richtet, sodass die Material-Schwächungsbereiche oder Perforierungen (14a14c, 41) in der vorbestimmten Anordnung ausgebildet werden.Device according to Claim 13, in which the diffractive optical element ( 5 ) corresponding to a predetermined arrangement in the partial light beams ( 12a - 12c ) and directed in different directions so that the material weakening areas or perforations ( 14a - 14c . 41 ) are formed in the predetermined arrangement. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das diffraktive optische Element (5) eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen (6a6c) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Material-Schwächungsbereichen oder Perforierungen aufweist.Device according to Claim 14, in which the diffractive optical element ( 5 ) a plurality of diffractive optical zones ( 6a - 6c ) in correspondence with the predetermined arrangement of material weakening areas or perforations. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die diffraktiven optischen Zonen (6a6c) eine(n) unterschiedliche(n) Intensität, Strahlquerschnitt, Form und/oder Divergenz der Teillichtstrahlen (12a12c) bewirken.Device according to Claim 15, in which the diffractive optical zones ( 6a - 6c ) a different intensity, beam cross-section, shape and / or divergence of the partial light beams ( 12a - 12c ) cause. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, weiterhin umfassend einen Lichtwellenleiter (9), wobei die Abbildungsoptik eine Eingangslinse (2) und eine Ausgangslinse (3) umfasst, so dass durch Variieren des Abstands (Z1) der Eingangslinse zum Lichtwellenleiter und/oder des Abstands (Z2) der Linsen (2, 3) zueinander ein Strahldurchmesser des Lichtstrahls (10) oder der Teillichtstrahlen (12a12c) angepasst wird.Device according to one of claims 13 to 16, further comprising an optical waveguide ( 9 ), wherein the imaging optics an input lens ( 2 ) and an exit lens ( 3 ), such that by varying the distance (Z1) of the input lens to the optical waveguide and / or the distance (Z2) of the lenses ( 2 . 3 ) to each other a beam diameter of the light beam ( 10 ) or partial light rays ( 12a - 12c ) is adjusted. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das diffraktive optische Element (5) zwischen der Eingangslinse (2) und der Ausgangslinse (3) angeordnet ist.Device according to Claim 17, in which the diffractive optical element ( 5 ) between the input lens ( 2 ) and the exit lens ( 3 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, weiterhin umfassend eine Translationseinrichtung (15), um das Substrat (13, 40) getaktet an der Abbildungsoptik (1, 5) vorbei zu bewegen.Device according to one of claims 12 to 18, further comprising a translation device ( 15 ) to the substrate ( 13 . 40 ) clocked at the imaging optics ( 1 . 5 ) to move over.
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