DE2052512A1

DE2052512A1 - Material processing laser

Info

Publication number: DE2052512A1
Application number: DE19702052512
Authority: DE
Inventors: Viktor 8022 Grünwald Baumgartner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1970-10-26
Filing date: 1970-10-26
Publication date: 1972-04-27

Description

Materialbearbeitungslaser Die Erfindung bezieht sich auf einen Materialbearbeitungslaser zum Herstellen aufwurffreier im wesentlichen zylindrischer Löcher.Material processing laser The invention relates to a material processing laser for making throw-up-free, substantially cylindrical holes.

Laserstrahlen sind bekanntlich kohärente Lichtstrahlen hoher Intensität. Es ist bekannt, daß man mit Hilfe von Laserstrahlen Material bearbeiten, z.B. Löcher herstellen kann. Dabei wird der Laserstrahl auf die Stelle gerichtet, an der das Loch entstehen soll.As is well known, laser beams are coherent light beams of high intensity. It is known that laser beams are used to machine materials such as holes can produce. The laser beam is aimed at the point where the Hole should arise.

Die Erfahrung zeigt jedoch, daß die so hergestellten Löcher meist unrund sind und sowohl an der Eingangsseite als auch an der Durchbruchsseite Aufwürfe aufweisen. Durch einen anfänglichen Aufheizprozeß wird das Material auf Schmelztemperatur gebracht und bei weiterer Absorption von Photonen entstehen in diesem lokal begrenzten Bereich sehr hohe Dampfdrücke und steile Temperaturgradienten; die Schmelze wird an der Wandung nach oben gedrückt, bleibt am Rande liegen oder fließt wieder in den erzeugten Krater zurück. Dadurch entstehen unerwünschte Aufwürfe, unrunde Löcher und mithin auch große Anlaßbereiche.Experience shows, however, that the holes made in this way are mostly are out of round and raised both on the input side and on the breakthrough side exhibit. The material is brought to the melting temperature through an initial heating process brought and with further absorption of photons arise in this locally limited Area of very high vapor pressures and steep temperature gradients; the melt will pressed up on the wall, remains at the edge or flows back into back the created crater. This creates unwanted bulges and non-round holes and therefore also large event areas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe von Lasern Löcher zu erzeugen, die eine möglichst zylindrische Form haben und die an der Eingangsseite und der Iurchbruchsseite das Werkstück plan belassen.The invention is based on the object of making holes with the aid of lasers to produce, which have as cylindrical a shape as possible and which on the input side and leave the workpiece flat on the breakthrough side.

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß in der Nahe der Bearbeitungsstelle Absaugvorrichtungen vorgesehen sind, die die bei der Bearbeitung entstehenden flüssigen und gasförmigen Produkte abführen.The object is achieved according to the invention in that in the vicinity of the Processing point suction devices are provided, which are used during processing Remove resulting liquid and gaseous products.

Insbesondere muß das Werkstück von unten mit dem Laserstrahl bearbeitet werden, so daß der entstehende heiße Dampf und die entstehende heiße Flüssigkeit des Werkstückmaterials sich in Richtung der Schwerkraft bewegen kann. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß das Werkstückmaterial in das Loch hineinläuft und sich an den Wänden absetzt.In particular, the workpiece must be processed from below with the laser beam so that the resulting hot steam and the resulting hot liquid of the workpiece material can move in the direction of gravity. To this Way can be avoided that the workpiece material runs into the hole and settles on the walls.

Vorteilhafterweise sind an der Eingangsseite und an der Durchbruchsseite Absaugvorrichtungen für die flüssigen und gasförmigen Werkstoffbestandteile angebracht. Auf diese Weise können an den beiden Lochenden die sonst entstehenden Aufwürfe vermieden werden.Advantageously, there are on the inlet side and on the breakthrough side Suction devices for the liquid and gaseous material components attached. In this way, the bulges that would otherwise arise at the two hole ends can be avoided will.

Vorzugsweise ist in der Absauganordnung für die aufgeschmolzenen Randbereiche eine Kühlvorrichtung vorgesehen. Auf diese Weise wird vermieden, daß in der Wand neben dem Loch zu viel Material geschmolzen wird.There is preferably in the suction arrangement for the melted edge areas a cooling device is provided. This way it is avoided that in the wall Too much material is being melted next to the hole.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the figure and is described in more detail below.

Die Figur zeigt einen Laser 1, dessen kohärente Strahlung 2 durch eine besondere Optik 3 auf ein Werkstück 4 fokussiert wird. Durch die intensive Strahlung wird das Werkstück an der betreffenden Stelle geschmolzen. Infolge der Erdanz#ehungskraft läuft flüssiges und gasförmiges Material des Werkstückes 4 nach unten und wird von den Absaugvorrichtungen 5 beseitigt. Im weiteren Verlauf der Bearbeitung des Werkstückes 4 stößt der kegelförmige Strahl immer tiefer in das Werkstück 4 hinein und durchbohrt es schließlich. Auf der anderen Seite der oberen Seite des Werkstückes 4 befinden sich Absaugvorrichtungen 6, die wiederum das gasförmige Material abführen können.The figure shows a laser 1, the coherent radiation 2 through a special optic 3 is focused on a workpiece 4. Because of the intense Radiation melts the workpiece at the relevant point. As a result of Earth's gravitational force is followed by liquid and gaseous material of the workpiece 4 below and is eliminated by the suction devices 5. In the further course of the Machining the workpiece 4, the conical beam pushes deeper and deeper into the Workpiece 4 in and finally pierced it. On the other side of the top On the side of the workpiece 4 there are suction devices 6, which in turn are gaseous Can discharge material.

Auf diese Weise kann schnell ein Loch hergestellt werden, das in seiner Form der Bohrung gleicht, die mit einem Bohrer hergestellt worden ist.In this way, a hole can be quickly made that can be found in his Shape resembles the hole that has been made with a drill.

1 Figur 5 Patentansprüche1 Figure 5 claims

Claims

Claims 3 material processing laser for producing throw-up free essentially cylindrical holes, characterized in that suction devices are provided in the vicinity of the machining site, which the Discharge liquid and gaseous products generated during processing.

2. Material processing laser according to claim 1, characterized in that g e k e n n notices that suction devices are located on the canal side.

3. Material processing laser according to claim 1 and 2, characterized g ek e n n z e i c h n e t * that further suction devices on the opening side are arranged.

4. Material processing laser according to one or more of the claims 1 to 3, characterized in that the laser beam goes in the vertical direction is directed opposite to the direction of gravity on the workpiece.

5. Material processing laser according to one or more of the claims 1 to 4, characterized in that a cooling device is provided is that cools the edge zone of the processing point.

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