WO2000013841A1 - System for evacuating material removed by a laser source during machining of a surface to be machined - Google Patents
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- WO2000013841A1 WO2000013841A1 PCT/DE1999/002451 DE9902451W WO0013841A1 WO 2000013841 A1 WO2000013841 A1 WO 2000013841A1 DE 9902451 W DE9902451 W DE 9902451W WO 0013841 A1 WO0013841 A1 WO 0013841A1
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- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
Definitions
- the invention relates to an arrangement for removing material that is removed from a processing surface by a laser radiation source during material processing.
- the material particles and gases which arise during the machining process on the machining surface are to be removed quickly and made harmless from the area of the laser radiation and from the machining surface.
- GM describes such a laser radiation source for material processing.
- offset printing plates can be imaged with this.
- offset plates are made of aluminum with a roughened surface that is water-bearing in printing.
- the offset plate is covered with an ink-carrying cover layer, which is removed in the course of the imaging at the points where no ink is to be transferred to the printing material.
- One way of imaging is to remove the top layer by burning it away with laser beams.
- the offset plate is clamped onto a drum, which is set in rotation and on which a modulatable laser radiation source is guided by means of a carriage.
- the aim of the invention is to provide a laser radiation source, which can produce one or more machining tracks on the machining surface, in the vicinity of the machining spot with a device with the aid of which the material particles and gases which arise on the machining surface during the machining process can be moved quickly out of the area the laser radiation and from the processing surface and made harmless.
- Fig. 1 is a laser gun belonging to a laser radiation source with an arrangement for removing the material released during the machining process and
- FIG. 2 shows an embodiment of an arrangement for removing the material released during the machining process.
- the laser cannon 23 shown in FIG. 1 serves to focus the laser radiation onto a processing surface 81.
- the disruptive material particles and gases described above arise during processing.
- an arrangement 82 is provided between the processing surface 81 and the radiation exit from the laser cannon 23, which is shown enlarged in FIG. 2.
- Such a laser cannon is, as already mentioned at the outset, in the German patent application which runs in parallel and is filed simultaneously with the present application: "Process and arrangement for material processing by means of laser beams", sign of the applicant 98/1035, and in the parallel which runs simultaneously with the German utility model application submitted to this application: "Laser radiation source of high power density and high energy for material processing", sign of the applicant 98/1036 GM, described in detail, so that a detailed description of such a laser cannon can be dispensed with here.
- FIG. 2 shows the mouthpiece 82 according to the invention in connection with the radiation exit of the laser radiation source.
- Fig. 2 shows enlarged the mouthpiece 82, the main task of which is to avoid contamination of the objective lens 112 or at least delay it and to ensure by directional flow that as far as possible no clouds of gases and in the optical beam path between the objective lens 112 and the processing surface 81 / or form removed material that absorb part of the laser energy, settle on the processing surface and thus negatively affect the work result.
- Mouthpiece 82 is preferably attached to the laser cannon with easily detachable connections 204 so that it can be easily removed and cleaned. that can and also enables simple cleaning and simple replacement of the objective lens, not shown in FIG. 2.
- a cylindrical base body 205 there are a cylindrical bore 206 for adaptation to the objective lens and a preferably conical bore 207 as a passage for the beam, and a further preferably cylindrical bore, which represents the processing space 211.
- the distance between the base body 205 and the processing surface 81 should not be too great.
- a processing spot 24 there are processing points (not shown) for generating the individual processing tracks on the material to be processed.
- suction channels 213 There are preferably 3 to 6 suction channels 213.
- the base body there is another preferably circumferential supply air groove 214, which is connected to the processing space 211 via nozzle bores 215 and to the conical bore 207 via smaller bypass bores 216.
- the base body is surrounded by a gas-tight ring 217, which contains a plurality of suction ports 221 in the region of the groove 212, to which suction hoses are connected, which are guided to a vacuum pump via a suction filter.
- the ring contains at least one supply air connector 222, via which compressed air filtered by means of a supply air hose is supplied.
- the supply air quantity can be adjusted so that it is just sufficient to flush the processing space sufficiently and that it generates a small air flow along the conical bore via the bypass bores, which largely prevents particles from penetrating into the conical bore.
- Supply air hose, valve and filter are not shown in Fig. 2.
- the nozzle bores 215 are directed onto the machining spot 24 in such a way that the clouds formed during the machining be blown out of gas, solid and molten material quickly out of the beam path so that they absorb as little laser energy as possible and cannot negatively influence the machining result.
- the supply air can also be used to blow in oxidation-promoting or antioxidant or other gases, which have a positive effect on the machining process.
- oxidation-promoting or antioxidant or other gases which have a positive effect on the machining process.
- the filter in the suction line is attached to the mouthpiece so that it is easily accessible and ensures that the vacuum pump is kept clean. It is also possible to mount the filter directly in the suction groove 212.
- the mouthpiece can be provided with additional bores through which a coolant is pumped, but this is not shown in the figures is.
- the shape of the mouthpiece can also differ from the shape described and shown.
- the bores do not have to be cylindrical or conical, as described, they can be varied in shape.
- the nozzle bores and suction channels can take any shape and can also be arranged asymmetrically.
- the nozzle bores can be arranged more in the upper part of the figure, while the suction channels are more in the lower part of the figure.
- the shape of the mouthpiece can also be modified, in particular if the shape of the machining surface and the type of relative movement between the machining surface and the laser radiation source so require.
- another, e.g. B. rectangular or polygonal shape can be used.
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Abstract
The invention relates to a system for evacuating material which is removed by a laser source during the machining of a surface to be machined (81). Said system consists of a cylindrical body which is positioned between the output of the laser source and the surface to be machined (81) and has two front ends, of which one faces the surface to be machined and the other the laser source. The cylindrical body has a through hole (207) which passes through both front ends and is designed for the laser beam, and the front end having the hole from which the laser beam exits is guided close to the surface to be machined (81). On one side of the system, near the front end from which the laser beam exits, at least one other lateral hole (213) is provided for which meets the through hole (207) and is connected to a vacuum pump.
Description
Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragen wirdArrangement for removing material that is removed from a processing surface by a laser radiation source during material processing
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragen wird. Mit Hilfe einer solchen Anordnung sollen die beim Bearbeitungsvorgang auf der Bearbeitungsfläche entstehenden Materialpartikel und Gase aus dem Bereich der Laserstrahlung und von der Bearbeitungsfläche zügig entfernt und unschädlich gemacht werden. In der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung " Verfahren und Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen " , Zeichen der Anmelderin 98/1035, und in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung " Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Energie " , zur Materialbearbeitung Zeichen der 98/1036, GM wird eine solche Laserstrahlungsquelle für die Materialbearbeitung beschrieben.The invention relates to an arrangement for removing material that is removed from a processing surface by a laser radiation source during material processing. With the aid of such an arrangement, the material particles and gases which arise during the machining process on the machining surface are to be removed quickly and made harmless from the area of the laser radiation and from the machining surface. In the parallel German patent application "Process and arrangement for material processing by means of laser beams" filed simultaneously with the present application, sign of the applicant 98/1035, and in the parallel German utility model application filed simultaneously with the present application "Laser radiation source of high power density and high energy" , for material processing signs of 98/1036, GM describes such a laser radiation source for material processing.
Mit einer solchen Laserstrahlungsquelle können sehr feine Muster in Material- Oberflächen hergestellt werden. Beispielsweise kann man hiermit Offsetdruck- platten bebildern. Offsetplatten bestehen beispielsweise aus Aluminium mit einer aufgerauhten Oberfläche, die im Druck wasserführend ist. Im unbebilderten Zustand ist die Offsetplatte mit einer farbführenden Deckschicht überzogen, die im Laufe der Bebilderung an den Stellen entfernt wird, an denen keine Farbe auf den Bedruckstoff übertragen werden soll. Eine Möglichkeit der Bebilderung ist die Entfernung der Deckschicht durch Wegbrennen mittels Laserstrahlen. Zu diesem Zweck wird die Offsetplatte auf eine Trommel aufgespannt, die in Rotation versetzt wird und an der eine modulierbare Laserstrahlungsquelle mittels eines Schlittens vorbeigeführt wird. Bei der Bebilderung kommt es zu einem spurenweisen Materialabtrag, wobei sich die abgetragenen Partikel sich auf dem bereits bebil
derten aber auch auf dem noch unbebilderten Teil der Offsetplatte absetzen und bei der weiteren Bearbeitung wie auch bei der späteren Verwendung im Druckprozeß sehr stören, weil sie das Druckbild verfälschen. Weiterhin entstehen beim Be- arbeitungsvorgang an der Bearbeitungsstelle aufgewirbelte Wolken aus Gasen und/oder Materialpartikeln, die einen Teil der für die Bebilderung vorgesehenen Laserenergie absorbieren und so die Qualität der Bebilderung negativ beeinflussen. Desweiteren setzen sich solche aufgewirbelten Partikel auf den optischen Flächen der Objektivlinse oder auf den Flächen von Umlenkspiegeln der Laser- Strahlungsquelle ab und verschmutzen sie, was zu einer Zerstörung der Optik führt.With such a laser radiation source, very fine patterns can be produced in material surfaces. For example, offset printing plates can be imaged with this. For example, offset plates are made of aluminum with a roughened surface that is water-bearing in printing. In the unimaged state, the offset plate is covered with an ink-carrying cover layer, which is removed in the course of the imaging at the points where no ink is to be transferred to the printing material. One way of imaging is to remove the top layer by burning it away with laser beams. For this purpose, the offset plate is clamped onto a drum, which is set in rotation and on which a modulatable laser radiation source is guided by means of a carriage. During imaging, material is removed in traces, whereby the removed particles are already on the image but also settle on the still unimaged part of the offset plate and interfere with further processing as well as later use in the printing process because they distort the printed image. Furthermore, clouds of gases and / or material particles whirl up at the processing point during the processing process, which absorb part of the laser energy provided for the imaging and thus negatively influence the quality of the imaging. Furthermore, such whirled up particles settle on the optical surfaces of the objective lens or on the surfaces of deflecting mirrors of the laser radiation source and contaminate them, which leads to the destruction of the optics.
Ziel der Erfindung ist es, eine Laserstrahlungsquelle, die eine oder mehrere Bearbeitungsspuren auf der Bearbeitungsfläche erzeugen kann, in der Nähe des Bear- beitungsflecks mit einer Einrichtung zu versehen, mit deren Hilfe die beim Bearbeitungsvorgang auf der Bearbeitungsfläche entstehenden Materialpartikel und Gase zügig aus dem Bereich der Laserstrahlung und von der Bearbeitungsfläche entfernt und unschädlich gemacht werden.The aim of the invention is to provide a laser radiation source, which can produce one or more machining tracks on the machining surface, in the vicinity of the machining spot with a device with the aid of which the material particles and gases which arise on the machining surface during the machining process can be moved quickly out of the area the laser radiation and from the processing surface and made harmless.
Dies wird gemäß der Erfindung durch ein besonderes Mundstück gelöst, das an der Laserstrahlungsquelle einfach angebracht wird und Mittel zum Absaugen der Materialpartikel und Gase enthält. Wichtige Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 22 hervor.This is achieved according to the invention by a special mouthpiece that is simply attached to the laser radiation source and contains means for suctioning off the material particles and gases. Important features of the invention are specified in claim 1. Advantageous developments of the invention emerge from subclaims 2 to 22.
Die Anwendung des Mundstücks gemäß der Er indung ist nicht auf ihren Einsatz bei der Bebilderung von Offsetplatten in der Drucktechnik begrenzt. Ein solches Mundstück läßt sich überall dort einsetzen, wo bei einem Vorgang Material in fester, flüssiger oder gasförmiger Form freigesetzt wird und zügig entfernt werden soll, beispielsweise für die Gravur von Tiefdruckzylindern oder die Bearbeitung von Maskenschichten für den Tief- und Flexodruck. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine zu einer Laserstrahlungsquelle gehörende Laserkanone mit einer Anordnung zum Entfernen des beim Bearbeitungsvorgang freigesetzten Materials undThe use of the mouthpiece according to the invention is not limited to its use in imaging offset plates in printing technology. Such a mouthpiece can be used wherever material in a solid, liquid or gaseous form is released during a process and should be removed quickly, for example for the engraving of gravure cylinders or the processing of mask layers for gravure and flexographic printing. The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2. Show it: Fig. 1 is a laser gun belonging to a laser radiation source with an arrangement for removing the material released during the machining process and
Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zum Entfernen des beim Bearbeitungsvorgang freigesetzten Materials.2 shows an embodiment of an arrangement for removing the material released during the machining process.
Die in Fig. 1 dargestellte Laserkanone 23 dient dazu, die Laserstrahlung auf eine Bearbeitungsfläche 81 zu fokusssieren. Bei der Bearbeitung entstehen die oben beschriebenen störenden Materialpartikel und Gase. Zur ihrer Entfernung ist zwischen der Bearbeitungsfläche 81 und dem Strahlungsaustritt aus der Laserkanone 23 eine Anordnung 82 vorgesehen, die in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Eine solche Laserkanone ist, wie eingangs bereits erwähnt, in der parallellaufen-den, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung: " Verfahren und Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen " , Zeichen der Anmelderin 98/1035, und in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung: " Laserstrahlungsquelle hoher Leistungsdichte und hoher Ener- gie zur Materialbearbeitung " , Zeichen der Anmelderin 98/1036 GM, im ein-zelnen beschrieben, so daß hier auf eine ausführliche Beschreibung einer solchen Laserkanone verzichtet werden kann.The laser cannon 23 shown in FIG. 1 serves to focus the laser radiation onto a processing surface 81. The disruptive material particles and gases described above arise during processing. To remove them, an arrangement 82 is provided between the processing surface 81 and the radiation exit from the laser cannon 23, which is shown enlarged in FIG. 2. Such a laser cannon is, as already mentioned at the outset, in the German patent application which runs in parallel and is filed simultaneously with the present application: "Process and arrangement for material processing by means of laser beams", sign of the applicant 98/1035, and in the parallel which runs simultaneously with the German utility model application submitted to this application: "Laser radiation source of high power density and high energy for material processing", sign of the applicant 98/1036 GM, described in detail, so that a detailed description of such a laser cannon can be dispensed with here.
In Fig. 2 ist das Mundstück 82 gemäß der Erfindung in Verbindung mit dem Strahl- ungsaustritt der Laserstrahlungsquelle gezeigt. Fig. 2 zeigt vergrößert das Mundstück 82, dessen vorwiegende Aufgabe es ist, Verschmutzungen der Objektivlinse 112 zu vermeiden oder jedenfalls hinauszuzögern und durch eine gerichtete Strömung dafür zu sorgen, daß sich im optischen Strahlengang zwischen Objektivlinse 112 und Bearbeitungsfläche 81 möglichst keine Wolken aus Gasen und/oder abgetragenem Material bilden, die einen Teil der Laserenergie absorbieren, sich auf der Bearbeitungsfläche absetzen und so das Arbeitsergebnis negativ beeinflussen. Das Mundstück 82 ist vorzugsweise mit einfach lösbaren Verbindungen 204 an der Laserkanone befestigt, so daß es einfach entfernt und gereinigt wer-
den kann und auch eine einfache Reinigung sowie einen einfachen Austausch der in Fig. 2 nicht dargestellten Objektivlinse ermöglicht. In einem vorzugsweise zylindrischen Grundkörper 205 befinden sich eine zylindrische Bohrung 206 zur Anpas- sung an die Objektivlinse und eine vorzugsweise konische Bohrung 207 als Durchlaß für die Strahlenbündel sowie eine weitere vorzugsweise zylindrische Bohrung, die den Bearbeitungsraum 211 darstellt. Der Abstand des Grundkörpers 205 zur Bearbeitungsfläche 81 soll nicht zu groß sein. In einem Bearbeitungsfleck 24 liegen nicht dargestellten Bearbeitungspunkte zur Erzeugung der einzelnen Bear- beitungsspuren auf dem zu bearbeitenden Material. In dem Grundkörper befindet sich vorzugsweise eine breite umlaufende Absaugnut 212, die über mehrere Absaugkanäle 213, die einen großen Querschnitt haben sollen, mit dem Bearbeitungsraum 211 verbunden ist. Vorzugsweise sind 3 bis 6 Absaugkanäle 213 vorhanden. In dem Grundkörper befindet sich eine weitere vorzugsweise umlaufende Zuluftnut 214, die über Düsenbohrungen 215 mit dem Bearbeitungsraum 211 und über kleinere Bypassbohrungen 216 mit der konischen Bohrung 207 verbunden ist. Vorzugsweise sind 3 bis 6 Düsenbohrungen 215 und 3 bis 20 Bypassbohrungen 216 auf dem Umfang der Zuluftnut 214 verteilt. Alle Bohrungen können gegen einander und gegenüber den Absaugkanälen 213 auf dem Umfang versetzt sein. Es können auch weitere Bypassbohrungen angebracht und auf die Objektivlinse gerichtet sein, was aber nicht dargestellt ist. Der Grundkörper ist umgeben von einem gasdicht aufgebrachten Ring 217, der im Bereich der Nut 212 mehrere Absaugstutzen 221 enthält, an die Absaugschläuche angeschlossen sind, die über ein Absaugfilter zu einer Vakuumpumpe geführt werden. Absaugschläuche, Ab- saugfilter und Vakuumpumpe sind in Fig. 2 nicht gezeigt. Im Bereich der Nut 214 enthält der Ring mindestens einen Zuluftstutzen 222, über den mittels eines Zuluftschlauches gefilterte Druckluft zugeführt wird. Mittels eines Ventils kann die Zuluftmenge so eingestellt werden, daß sie gerade ausreicht, um den Bearbeitungsraum ausreichend zu spülen und daß sie über die Bypassbohrungen einen ge- ringen Luftstrom entlang der konischen Bohrung erzeugt, der ein Eindringen von Partikeln in die konische Bohrung weitgehend verhindert. Zuluftschlauch, Ventil und Filter sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Düsenbohrungen 215 sind so auf den Bearbeitungsfleck 24 gerichtet, daß die bei der Bearbeitung entstehenden Wolken
aus Gas, festem und geschmolzenem Material zügig aus dem Strahlengang heraus geblasen werden, damit diese so wenig wie möglich Laserenergie absorbieren und das Bearbeitunsergebnis nicht negativ beeinflussen können. Mit der Zuluft können auch oxydationsfördernde oder oxydationshemmende oder andere Gase eingeblasen werden, die sie sich positiv auf den Bearbeitungsvorgang auswirken. Durch den Spalt zwischen der Bearbeitungsfläche und dem Grundkörper 205 fließt auch eine geringe Luftmenge aus der Umgebung mit durch den Bearbeitungsraum zu den Absaugkanälen, was aber nicht dargestellt ist. Das Filter in der Absaug- leitung ist in der Nähe des Mundstückes gut zugänglich angebracht und sorgt für eine Reinhaltung der Vakuumpumpe. Es ist auch möglich, das Filter direkt in der Absaugnut 212 anzubringen. Es ist hilfreich, wenn zusätzlich ein Schutzgas über die Objektivlinse geführt wird. Sollte das Mundstück 82 durch die von der Bearbeitungsfläche reflektierte Laserstrahlung zu heiß werden und reicht die durch- strömende Luft zur Kühlung nicht aus, dann kann das Mundstück mit zusätzlichen Bohrungen versehen werden, durch die ein Kühlmittel gepumpt wird, was aber nicht in den Figuren gezeigt ist. Es kann sich auch innerhalb der zylindrischen Bohrung 205 eine einfach zu wechselnde, beiderseits hoch vergütete Glasplatte 218 befinden, die Schmutzpartikel von der Objektivlinse fernhält und ihrerseits bei Bedarf oder vorbeugend einfach ausgetauscht werden kann. Die Form des Mundstücks kann auch von der beschriebenen und dargestellten Form abweichen. Beispielsweise müssen die Bohrungen nicht wie beschrieben zylindrisch oder konisch ausgeführt sein, sie können in der Form variiert werden. Ebenso können beispielsweise die Düsenbohrungen und Absaugkanäle beliebige Formen anneh- men und auch unsymmetrisch angeordnet werden. Beispielsweise können in Fig. 2 die Düsenbohrungen mehr im oberen Teil der Figur angeordnet werden, während die Absaugkanäle mehr im unteren Teil der Figur liegen. Man kann beispielsweise auch auf die Düsenbohrungen und/oder die Bypassbohrungen verzichten. Auch kann die Form des Mundstückes abgewandelt werden, insbeson- dere wenn die Form der Bearbeitungsfläche und die Art der Relativbewegung zwischen Bearbeitungsfläche und Laserstrahlungsquelle dies verlangen. Beispielsweise kann statt der zylindrischen Form auch eine andere, z. B. rechteckige oder vieleckige Form verwendet werden.
2 shows the mouthpiece 82 according to the invention in connection with the radiation exit of the laser radiation source. Fig. 2 shows enlarged the mouthpiece 82, the main task of which is to avoid contamination of the objective lens 112 or at least delay it and to ensure by directional flow that as far as possible no clouds of gases and in the optical beam path between the objective lens 112 and the processing surface 81 / or form removed material that absorb part of the laser energy, settle on the processing surface and thus negatively affect the work result. Mouthpiece 82 is preferably attached to the laser cannon with easily detachable connections 204 so that it can be easily removed and cleaned. that can and also enables simple cleaning and simple replacement of the objective lens, not shown in FIG. 2. In a preferably cylindrical base body 205 there are a cylindrical bore 206 for adaptation to the objective lens and a preferably conical bore 207 as a passage for the beam, and a further preferably cylindrical bore, which represents the processing space 211. The distance between the base body 205 and the processing surface 81 should not be too great. In a processing spot 24 there are processing points (not shown) for generating the individual processing tracks on the material to be processed. There is preferably a wide circumferential suction groove 212 in the base body, which is connected to the processing space 211 via a plurality of suction channels 213, which should have a large cross section. There are preferably 3 to 6 suction channels 213. In the base body there is another preferably circumferential supply air groove 214, which is connected to the processing space 211 via nozzle bores 215 and to the conical bore 207 via smaller bypass bores 216. Preferably 3 to 6 nozzle bores 215 and 3 to 20 bypass bores 216 are distributed around the circumference of the supply air groove 214. All holes can be offset against one another and with respect to the suction channels 213 on the circumference. Additional bypass holes can also be provided and directed towards the objective lens, but this is not shown. The base body is surrounded by a gas-tight ring 217, which contains a plurality of suction ports 221 in the region of the groove 212, to which suction hoses are connected, which are guided to a vacuum pump via a suction filter. Suction hoses, suction filter and vacuum pump are not shown in FIG. 2. In the area of the groove 214, the ring contains at least one supply air connector 222, via which compressed air filtered by means of a supply air hose is supplied. By means of a valve, the supply air quantity can be adjusted so that it is just sufficient to flush the processing space sufficiently and that it generates a small air flow along the conical bore via the bypass bores, which largely prevents particles from penetrating into the conical bore. Supply air hose, valve and filter are not shown in Fig. 2. The nozzle bores 215 are directed onto the machining spot 24 in such a way that the clouds formed during the machining be blown out of gas, solid and molten material quickly out of the beam path so that they absorb as little laser energy as possible and cannot negatively influence the machining result. The supply air can also be used to blow in oxidation-promoting or antioxidant or other gases, which have a positive effect on the machining process. Through the gap between the processing surface and the base body 205, a small amount of air from the environment also flows through the processing space to the suction channels, but this is not shown. The filter in the suction line is attached to the mouthpiece so that it is easily accessible and ensures that the vacuum pump is kept clean. It is also possible to mount the filter directly in the suction groove 212. It is helpful if an additional protective gas is passed over the objective lens. Should the mouthpiece 82 become too hot due to the laser radiation reflected from the machining surface and the air flowing through is not sufficient for cooling, then the mouthpiece can be provided with additional bores through which a coolant is pumped, but this is not shown in the figures is. There can also be an easily exchangeable glass plate 218, which is highly tempered on both sides, within the cylindrical bore 205, which keeps dirt particles away from the objective lens and, in turn, can easily be replaced if necessary or preventively. The shape of the mouthpiece can also differ from the shape described and shown. For example, the bores do not have to be cylindrical or conical, as described, they can be varied in shape. Likewise, for example, the nozzle bores and suction channels can take any shape and can also be arranged asymmetrically. For example, in Fig. 2 the nozzle bores can be arranged more in the upper part of the figure, while the suction channels are more in the lower part of the figure. It is also possible, for example, to dispense with the nozzle bores and / or the bypass bores. The shape of the mouthpiece can also be modified, in particular if the shape of the machining surface and the type of relative movement between the machining surface and the laser radiation source so require. For example, instead of the cylindrical shape, another, e.g. B. rectangular or polygonal shape can be used.
Claims
1. Anordnung zum Entfernen von Material, das durch eine Laserstrahlungsquelle bei der Materialbearbeitung von einer Bearbeitungsfläche abgetragenen wird mit- tels eines Hohlkörpers, der zwischen dem Ausgang der Laserstrahlungsquelle und der Bearbeitungsfläche angeordnet ist und der zwei Stirnseiten aufweist, von denen eine der Bearbeitungsfläche und die andere der Laserstrahlungsquelle zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß1. Arrangement for removing material which is removed from a processing surface by a laser radiation source during material processing by means of a hollow body which is arranged between the output of the laser radiation source and the processing surface and which has two end faces, one of the processing surface and the another facing the laser radiation source, characterized in that
- in dem Hohlkörper eine durch beide Stirnseiten durchtretende, durchgehende Öffnung (207) für die Laserstrahlung vorgesehen ist, wobei die Stirnseite, an der die Laserstrahlung austritt, nahe an die Bearbeitungsfläche (81) herangeführt wird und daß- In the hollow body through both end faces, through opening (207) is provided for the laser radiation, the end face, at which the laser radiation emerges, is brought close to the processing surface (81) and that
- sich seitlich an der Anordnung, nahe der Stirnseite, an der die Laserstrahlung austritt, mindestens eine weitere seitlich angebrachte Öffnung (213) befindet, die auf die durchgehende Öffnung (207) trifft und die an eine Vakuumpumpe ange-schlossen ist.- At the side of the arrangement, near the end face at which the laser radiation emerges, there is at least one further opening (213) on the side, which meets the through opening (207) and which is connected to a vacuum pump.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Öffnung (207) zwischen Strahlungseintritt und Strahlungsaustritt konisch geformt ist und sich zum Strahlungsaustritt hin zunächst verengt, dann aber unmittelbar vor dem Strahlungsaustritt im Bereich der Laserstrahlung in einen aufgeweiteten Bearbeitungsraum (211) übergeht, an den die seitlich angebrachte Öffnung als Absaugkanal (213) angeschlossen ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the through opening (207) between the radiation entrance and radiation exit is conical and initially narrows towards the radiation exit, but then immediately before the radiation exit in the region of the laser radiation into a widened processing space (211) , to which the opening on the side is connected as a suction channel (213).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere seitlich angebrachte Absaugkanäle (213) vorgesehen sind, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen sind.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that several laterally attached suction channels (213) are provided which are connected to a vacuum pump.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bearbeitungsraum (211 ) eine Bohrung (215) vorgesehen ist, die an eine
Druckluftversorgung angeschlossen ist und deren Achse auf den Bearbeitungsfleck (24) gerichtet ist.4. Arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that a bore (215) is provided in the processing space (211) which to a Compressed air supply is connected and its axis is directed to the processing spot (24).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (215) als Düsenbohrung ausgebildet ist, deren Wirkungsrichtung auf den Bearbeitungsfleck (24) gerichtet ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the bore (215) is designed as a nozzle bore, the direction of action of which is directed to the processing spot (24).
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsenbohrungen (215) vorgesehen sind.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that a plurality of nozzle bores (215) are provided.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrungen (215) auf der Seite der Anordnung angebracht sind, die der Seite mit den Absaugkanälen gegenüber liegt.7. Arrangement according to claims 2 to 6, characterized in that the nozzle bores (215) are mounted on the side of the arrangement which is opposite the side with the suction channels.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrungen (215) auf der Seite der Anordnung angebracht sind, die der Seite mit den Absaugkanälen gegenüber liegt und gegenüber den Absaugkanälen versetzt sind.8. Arrangement according to claims 2 to 7, characterized in that the nozzle bores (215) are mounted on the side of the arrangement which is opposite the side with the suction channels and are offset from the suction channels.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Bohrung als Bypassbohrung (216) vorgesehen ist, die an die Druckluftversorgung angeschlossen ist und die so angeordnet ist, daß sich eine Strömung entlang der Öffnung 207 in Richtung der Bearbeitungsfläche (81 ) ergibt.9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that a further bore is provided as a bypass bore (216) which is connected to the compressed air supply and which is arranged such that a flow along the opening 207 in the direction of the processing surface (81) results.
10. Laserstrahlungsquelie nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bypassbohrungen (216) vorgesehen sind, die an die Druckluftversorgung angeschlossen sind und die so angeordnet sind, daß sich eine Strömung entlang der Öffnung 207 in Richtung der Bearbeitungsfläche (81) ergibt.10. Laser radiation source according to claim 9, characterized in that a plurality of bypass bores (216) are provided which are connected to the compressed air supply and which are arranged such that there is a flow along the opening 207 in the direction of the processing surface (81).
11. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bypassbohrungen (216), die an die
Druckluftanlage angeschlossen sind, so angeordnet ist, daß eine Strömung von der Bearbeitungsfläche (81) hinweg in Richtung des Strahlungseintritts entsteht, die durch die Objektivlinse (112) oder durch die Glasplatte (218) umgelenkt wird und sich entlang der Öffnung 207 in Richtung der Bearbeitungsfläche (81) be- wegt.11. Laser radiation source according to one of claims 9 or 10, characterized in that at least one of the bypass bores (216) which to the Compressed air system are connected, is arranged so that a flow arises from the processing surface (81) in the direction of the radiation entrance, which is deflected by the objective lens (112) or through the glass plate (218) and extends along the opening 207 in the direction of the processing surface (81) moves.
12. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassbohrungen (216) einen geringeren Durchmesser haben, als die Düsenbohrungen (215).12. Laser radiation source according to one of claims 9 to 11, characterized in that the bypass bores (216) have a smaller diameter than the nozzle bores (215).
13. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassbohrungen (216) in größerer Anzahl vorhanden sind, als die Düsenbohrungen (215).13. Laser radiation source according to one of claims 9 to 12, characterized in that the bypass bores (216) are present in greater numbers than the nozzle bores (215).
14. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrungen (215) in größerer Anzahl vorhanden sind, als die Absaugkanäle (213).14. Laser radiation source according to one of claims 5 to 13, characterized in that the nozzle bores (215) are present in greater numbers than the suction channels (213).
15. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Absaugkanäle (213) einen größeren Querschnitt haben als die Düsenbohrungen (215).15. Laser radiation source according to one of claims 5 to 14, characterized in that the suction channels (213) have a larger cross section than the nozzle bores (215).
16. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absaugnut (212) mit einer Abdeckung (217) zur Aufnahme der Absaugstutzen (221 ) für den Anschluß der Vakuumpumpe vorgesehen ist.16. Laser radiation source according to one of claims 2 to 15, characterized in that a suction groove (212) with a cover (217) for receiving the suction nozzle (221) is provided for the connection of the vacuum pump.
17. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Absaugkanälen (213) und der Vakuumpumpe eine Filtereinrichtung angeordnet ist, die das bei der Bearbeitung freigesetzte Material aufnimmt.
17. Laser radiation source according to one of claims 2 to 16, characterized in that a filter device is arranged between the suction channels (213) and the vacuum pump, which receives the material released during processing.
18. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung in der Absaugnut angeordnet ist.18. Laser radiation source according to claim 17, characterized in that the filter device is arranged in the suction groove.
19. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuluftnut (214) mit einer Abdeckung (217) zur Aufnahme der Zuluftstutzen (222) für den Anschluß der Druckluftversorgung vorgesehen ist, über die die Düsenbohrungen (215) und die Bypassbohrungen (216) versorgt werden.19. Laser radiation source according to one of claims 2 to 18, characterized in that a supply air groove (214) with a cover (217) for receiving the supply air nozzle (222) is provided for connecting the compressed air supply, via which the nozzle bores (215) and Bypass holes (216) are supplied.
20. Laserstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper zylinderförmiges Mundstück (82) ausgebildet ist, das mittels Vorrichtungen (204) lösbar an dem Ende des Rohrs (113), aus dem die Laserstrahlung austritt, befestigt ist und daß am Ende des Strahlungseintritts in das Mundstück eine zylinderförmige Aufweitung (206) der Öffnung (207) vorhanden ist, in die die Fassung der Objektivlinse (112) hineinragt.20. Laser radiation source according to one of claims 2 to 19, characterized in that the hollow body is formed cylindrical mouthpiece (82) which is detachably attached to the end of the tube (113) from which the laser radiation emerges by means of devices (204) and that at the end of the radiation entry into the mouthpiece there is a cylindrical widening (206) of the opening (207) into which the mount of the objective lens (112) protrudes.
21. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Mundstück (82) aus einem zylindrischen Grundkörper (205) besteht, der eine Öffnung (207) aufweist, die als konische Bohrung ausgeführt ist, der weiterhin den Bearbeitungsraum (211), die Absaugkanälen (213), die Absaugnut (212), die Düsenbohrungen (215), die Bypassbohrungen (216), die Zuluftnut (214) und die zylindrische Bohrung (206) enthält, wobei auf den Grundkörper ein Ring (217) gasdicht aufgesetzt ist, der einen oder mehrere Ab- saugstutzen für die Anschlüsse zu der Vakuumpumpe und mindestens einen Zuluftstutzen für den Anschluß zu der Druckluftversorgung enthält.21. Laser radiation source according to claim 22, characterized in that the cylindrical mouthpiece (82) consists of a cylindrical base body (205) which has an opening (207) which is designed as a conical bore, which further includes the machining space (211) Contains suction channels (213), the suction groove (212), the nozzle bores (215), the bypass bores (216), the supply air groove (214) and the cylindrical bore (206), a ring (217) being placed gas-tight on the base body, which contains one or more suction connections for the connections to the vacuum pump and at least one supply air connection for the connection to the compressed air supply.
22. Laserstrahlungsquelle nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylinderförmigen Aufweitung (206) der Öffnung (207) eine austauschbare Glasplatte (218) vorgesehen ist.
22. Laser radiation source according to claim 23, characterized in that an exchangeable glass plate (218) is provided in the cylindrical widening (206) of the opening (207).
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