DE102021005295A1 - Process for the production of workpiece parts with chamfered cut edges - Google Patents
Process for the production of workpiece parts with chamfered cut edges Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstückteils und eines Restwerkstücks aus einem Werkstück, umfassend:Stufe I:Schritt a): Schneiden eines Abschnitts eines Schnittspalts oder eines geschlossenen Schnittspalts zur Erzeugung einer werkstückteilseitigen und restwerkstückseitigen Schnittkante, undSchritt b): Erzeugen einer lokalen Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück,Stufe II: Erzeugen einer Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante, während das Werkstückteil mit dem Restwerkstück verbunden ist, wobei(i) in Schritt a) von Stufe I ein Eckbereich des Schnittspalts erzeugt wird, für den in Schritt b) von Stufe I eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück so erzeugt wird, dass die beim Erzeugen der Fase im Eckbereich entstehende Schmelze durch die lokale Ausnehmung getrieben werden kann, und/oder(ii) für die in Stufe II erzeugte Fase am Startpunkt der Erzeugung der Fase eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück so erzeugt wird, dass die Schmelze durch den erweiterten Schnittspalt getrieben werden kann, und/oder(iii) in Stufe II die Fase so ausgebildet wird, dass sie in einem ersten Schnittspaltbereich eine größere Tiefe und/oder Breite aufweist als in einem unmittelbar angrenzenden zweiten Schnittspaltbereich, wobei eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück so erzeugt wird, dass die Schmelze durch die lokale Ausnehmung getrieben werden kann.The invention relates to a method for producing a workpiece part and a remaining workpiece from a workpiece, comprising:Stage I:Step a): Cutting a section of a kerf or a closed kerf to produce a cutting edge on the workpiece part and the remaining workpiece, andStep b): Creating a local recess of the kerf in the rest of the workpiece,Stage II: Creation of a chamfer on the cutting edge on the workpiece part side, while the workpiece part is connected to the rest of the workpiece, with(i) in step a) of stage I a corner area of the kerf being created for which in step b) of Stage I, a local recess of the kerf is created in the remaining workpiece in such a way that the melt produced when the chamfer is created in the corner area can be driven through the local recess, and/or(ii) for the chamfer created in Stage II at the starting point of the creation of the chamfer a local recess of the kerf is produced in the remaining workpiece in such a way that the melt can be driven through the enlarged kerf, and/or(iii) in stage II the chamfer is formed in such a way that it has a greater depth and/or width in a first kerf area than in an immediately adjacent second kerf region, a local recess of the kerf being produced in the remaining workpiece in such a way that the melt can be driven through the local recess.
Description
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Fertigung metallischer Werkstückteile durch Einsatz eines Laserstrahls und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkstückteilen mit angefasten Schnittkanten aus einem platten- oder rohrförmigen Werkstück.The invention is in the technical field of manufacturing metallic workpiece parts using a laser beam and relates to a method for producing workpiece parts with chamfered cutting edges from a plate-shaped or tubular workpiece.
Im Handel verfügbare Laserschneidvorrichtungen mit einem verfahrbaren Laserbearbeitungskopf zur Führung eines Laserstrahls ermöglichen eine automatisierte Fertigung von Werkstückteilen in großer Stückzahl und mit hoher Präzision. Hierbei werden Werkstückteile mit einem Laserstrahl aus einem metallischen Werkstück entlang jeweiliger Schnittlinien ausgeschnitten.Commercially available laser cutting devices with a movable laser processing head for guiding a laser beam enable automated production of workpiece parts in large numbers and with high precision. In this case, workpiece parts are cut out of a metallic workpiece with a laser beam along respective cutting lines.
Abhängig von der Art des eingesetzten Laserschneidprozesses und der Verwendung der ausgeschnittenen Werkstückteile können die Schnittkanten eine aufwändige mechanische Nachbearbeitung benötigen. So kann es insbesondere gewünscht sein, eine Schnittkante mit einer Fase zu versehen, beispielsweise zur Schweiß- oder Lackiervorbereitung, oder um bestimmte geometrische Anforderungen an Werkstückteile zu erfüllen. Grundsätzlich ist eine dem Ausschneiden eines Werkstückteils nachgelagerte mechanische Bearbeitung der Schnittkanten zeitlich und meist auch personell sehr aufwändig, zumal sie oft manuell erfolgt. Dies gilt in besonderem Maße für das Anfasen von Schnittkanten. Zudem ist eine solche Nachbearbeitung sehr kostenintensiv, so dass sich die Herstellung von Werkstückteilen mit angefasten Schnittkanten in unerwünschter Weise verlängert und verteuert.Depending on the type of laser cutting process used and the use of the cut workpiece parts, the cut edges may require complex mechanical post-processing. In particular, it may be desirable to provide a cut edge with a chamfer, for example for welding or painting preparation, or to meet specific geometric requirements for workpiece parts. In principle, mechanical processing of the cut edges after the cutting out of a workpiece part is very time-consuming and usually also very labor-intensive, especially since it is often done manually. This applies in particular to the chamfering of cut edges. In addition, such post-processing is very expensive, so that the production of workpiece parts with chamfered cutting edges is undesirably longer and more expensive.
In der Patentliteratur ist das Anfasen von Schnittkanten von mit dem Restwerkstück verbundenden Werkstückteilen durch einen Laserstrahl bekannt. So beschreibt die internationale Patentanmeldung
Beim Laserschneiden metallischer Werkstückteile wird die Schneidstelle mit einem Prozessgas beaufschlagt, durch das die beim Schneidvorgang entstehende Schmelze, d.h. das geschmolzene Werkstückmaterial, durch den Schnittspalt getrieben wird. Dies gilt in entsprechender Weise für das Anfasen von Schnittkanten durch einen Laserstrahl, wie es aus der vorstehenden internationalen Patentanmeldung hervorgeht. Auch hier muss die beim Erzeugen der Fase auftretende Schmelze durch den Schnittspalt getrieben werden.When laser cutting metal workpiece parts, the cutting point is exposed to a process gas, which drives the melt produced during the cutting process, i.e. the melted workpiece material, through the cutting gap. This applies in a corresponding manner to the chamfering of cut edges using a laser beam, as can be seen from the above international patent application. Here, too, the melt that occurs when the bevel is created must be driven through the cutting gap.
Nun hat sich in der Praxis gezeigt, dass beim Anfasen von Schnittkanten das Austreiben der Schmelze durch den Schnittspalt mittels des Prozessgases, abhängig von den spezifischen Verfahrensbedingungen, wie Verlauf des Schnittspalts, Erzeugung der Fase am Schnittspaltbeginn und Tiefe und/oder Breite der zu erzeugenden Fase, mitunter Probleme bereiten kann. Es können Situationen eintreten, in denen die Schmelze nicht hinreichend schnell abgeführt werden kann und sich im Schnittspalt rückstaut. Dies kann in unerwünschter Weise zur Folge haben, dass sich die Schmelze als Schlacke bzw. Grat an der Oberseite des Werkstücks absetzt. Das ist einerseits nachteilig für die Qualität der Werkstückteile mit angefasten Schnittkanten, welche unter Umständen dann wieder - wie herkömmlich - eine aufwändige mechanische Nachbearbeitung benötigen. Jedenfalls kann sich hierdurch die Ausschussquote bei der Herstellung von Werkstückteilen mit angefasten Schnittkanten erhöhen. Andererseits kann der auf der Werkstückoberseite abgesetzte Grat im schlimmsten Fall zu einer Kollision mit dem Laserbearbeitungskopf führen, was eine Beschädigung mit aufwändiger und teurer Reparatur sowie unerwünschte Ausfallzeiten der Laserbearbeitungsvorrichtung nach sich ziehen kann.It has now been shown in practice that when cutting edges are chamfered, the melt is expelled through the kerf by means of the process gas, depending on the specific process conditions, such as the course of the kerf, creation of the chamfer at the start of the kerf and depth and/or width of the chamfer to be created , can sometimes cause problems. Situations can arise in which the melt cannot be removed quickly enough and builds up in the kerf. This can have the undesired consequence that the melt settles as slag or burrs on the upper side of the workpiece. On the one hand, this is disadvantageous for the quality of the workpiece parts with chamfered cutting edges, which under certain circumstances then again require complex mechanical post-processing, as is conventional. In any case, this can increase the reject rate when manufacturing workpiece parts with chamfered cut edges. On the other hand, in the worst case, the burr deposited on the upper side of the workpiece can lead to a collision with the laser processing head, which can result in damage with complex and expensive repairs and undesirable downtimes of the laser processing device.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, herkömmliche Verfahren, bei denen Werkstückteile mit angefasten Schnittkanten mit einem Laserstrahl aus einem platten- oder rohrförmigen Werkstück hergestellt werden, so weiterzubilden, dass deren Herstellung in automatisierter Weise kostengünstig und mit hoher Qualität selbst dann möglich ist, wenn es aufgrund spezifischer Verfahrensbedingungen zu Problemen beim hinreichend schnellen Austreiben der Schmelze durch den Schnittspalt kommen kann.In contrast, the object of the present invention is to further develop conventional methods, in which workpiece parts with chamfered cut edges are produced from a plate-shaped or tubular workpiece using a laser beam, in such a way that their production in an automated manner is possible at low cost and with high quality even if if, due to specific process conditions, there may be problems driving the melt through the kerf sufficiently quickly.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstückteils mit einer angefasten Schnittkante mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.According to the proposal of the invention, these and other objects are achieved by a method for producing a workpiece part with a chamfered cutting edge with the features of the independent patent claim. Advantageous configurations of the invention are specified by the features of the dependent claims.
Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff „Werkstück“ ein platten- oder rohrförmiges, typischerweise metallisches Bauteil, aus dem mindestens ein Werkstückteil (Gutteil) herzustellen ist. Das plattenförmige Werkstück ist typischer Weise eben bzw. flach. Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren an einem einzelnen Werkstückteil mit einer angefasten Schnittkante erläutert wird, versteht es sich, dass in aller Regel eine Vielzahl von Werkstückteilen mit angefasten Schnittkanten aus dem Werkstück hergestellt wird.For the purposes of the present invention, the term “workpiece” designates a plate-shaped or tubular, typically metallic component from which at least one workpiece part (good part) is to be produced. The panel-shaped workpiece is typically flat. Although the method according to the invention is explained using a single workpiece part with a chamfered cutting edge, it goes without saying that a large number of workpiece parts with chamfered cutting edges are generally produced from the workpiece.
Der Laserstrahl wird von einem Laserbearbeitungskopf geführt und tritt an einer endständigen Düse aus. Der Laserstrahl ist wie üblich in Form eines fokussierten, rotationssymmetrischen Strahlkegels mit einer zentrischen Strahlachse (Symmetrieachse) ausgebildet. Der Strahldurchmesser kennzeichnet die Querausdehnung des Strahls oder die physische Größe des Strahls senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Beim Fokussieren wird der Laserstrahl durch eine Fokussierlinse oder einen Fokussierspiegel gebündelt. Der Fokus des Laserstrahls ist durch jene Stelle definiert, an der der Laserstrahl seinen geringsten Querschnitt bzw. den geringsten Strahldurchmesser hat. Die Brennweite gibt die Entfernung der Linsenhauptebene (oder Spiegelhauptebene) zum Brennpunkt eines idealen, fokussierten Parallelstrahls an. Je kleiner die Brennweite, desto stärker wird der Laserstrahl fokussiert und desto kleiner ist der Fokusdurchmesser, und umgekehrt.The laser beam is guided by a laser processing head and exits at a terminal nozzle off. As usual, the laser beam is designed in the form of a focused, rotationally symmetrical beam cone with a central beam axis (axis of symmetry). Beam diameter characterizes the transverse extent of the beam, or the physical size of the beam perpendicular to the direction of propagation. When focusing, the laser beam is bundled by a focusing lens or a focusing mirror. The focus of the laser beam is defined by that point at which the laser beam has its smallest cross-section or the smallest beam diameter. The focal length indicates the distance from the main plane of the lens (or main plane of the mirror) to the focal point of an ideal, focused parallel beam. The smaller the focal length, the more the laser beam is focused and the smaller the focus diameter, and vice versa.
Der Laserbearbeitungskopf dient auch zum Führen eines Prozessgasstrahls, der typischerweise, jedoch nicht zwingend, aus derselben Düse wie der Laserstrahl abgegeben wird und vorzugsweise koaxial zum Laserstrahl geführt ist. Der aus der Düse austretende Prozessgasstrahl ist typischerweise, jedoch nicht zwingend, in Form eines auf das Werkstück treffenden Gaskegels ausgebildet.The laser processing head is also used to guide a process gas jet, which is typically, but not necessarily, emitted from the same nozzle as the laser beam and is preferably guided coaxially with the laser beam. The process gas jet emerging from the nozzle is typically, but not necessarily, designed in the form of a gas cone impinging on the workpiece.
Das Werkstück, insbesondere ein plattenförmiges Werkstück, liegt mit einer Werkstückunterseite einer Werkstückauflage auf. An der Werkstückoberseite weist das Werkstück eine (oberseitige) Werkstückoberfläche auf. Bei einem plattenförmigen Werkstück ist die Werkstückoberfläche plan. Wenn nicht anders verwendet, wird hier und im Weiteren als „Werkstückoberfläche“ die oberseitige Werkstückoberfläche verstanden, welche der Düse gegenüberliegt bzw. zugewandt ist. Die gegenüberliegende Werkstückoberfläche, an der das Werkstück üblicherweise einer Unterlage aufliegt, ist die Werkstückunterseite.The workpiece, in particular a plate-shaped workpiece, rests with a workpiece underside on a workpiece support. On the upper side of the workpiece, the workpiece has a (top) workpiece surface. In the case of a plate-shaped workpiece, the workpiece surface is flat. Unless otherwise used, the upper-side workpiece surface that is opposite or facing the nozzle is understood here and below as “workpiece surface”. The opposite workpiece surface, on which the workpiece usually rests on a base, is the workpiece underside.
Der Laserbearbeitungskopf zur Führung des Laser- und Prozessgasstrahls kann relativ zum Werkstück in einer typischerweise horizontalen Ebene parallel zur Ebene der Werkstückoberfläche, sowie in einer hierzu senkrechten, typischerweise vertikalen Richtung bewegt werden.The laser processing head for guiding the laser and process gas beam can be moved relative to the workpiece in a typically horizontal plane parallel to the plane of the workpiece surface and in a typically vertical direction perpendicular thereto.
In der vorliegenden Erfindungsbeschreibung ist das Bezugssystem immer stationär zum Werkstück, so dass der Laserbearbeitungskopf als bewegt und das Werkstück als stationär angesehen werden. Lokal betrachtet ist es jedoch unerheblich, ob der Laserbearbeitungskopf oder das Werkstück oder beide bewegt werden. Insofern wäre es gleichermaßen möglich, dass alternativ zum bewegten Laserbearbeitungskopf auch das Werkstück bewegt wird oder sowohl der Laserbearbeitungskopf als auch das Werkstück bewegt werdenIn the present description of the invention, the reference system is always stationary with respect to the workpiece, so that the laser processing head is considered to be moving and the workpiece is considered to be stationary. Viewed locally, however, it is irrelevant whether the laser processing head or the workpiece or both are moved. In this respect, it would be equally possible for the workpiece to be moved as an alternative to the moving laser processing head, or for both the laser processing head and the workpiece to be moved
Die Energie des Laserstrahls hängt von der konkreten Auslegung einer Laserquelle ab und wird typischerweise in Joule (J) angegeben. Die Leistung des Laserstrahls (d.h. Energie pro Zeit), typischerweise in Joule pro Sekunde (J/s) bzw. in Watt (W) gemessen, beschreibt die optische Ausgangsleistung eines Dauerstrichlasers (CW) bzw. die mittlere Leistung eines Pulslasers. Pulslaser werden auch über ihre Pulsenergie charakterisiert, die direkt proportional zur mittleren Leistung und umgekehrt proportional zur Wiederholungsrate des Lasers ist. Als „Energiedichte“ wird die auf die bestrahlte Fläche des Werkstücks bezogene Energie des Laserstrahls bezeichnet. Die Energiedichte bemisst sich beispielsweise in J/mm2.The energy of the laser beam depends on the specific design of a laser source and is typically specified in joules (J). The power of the laser beam (ie energy per time), typically measured in joules per second (J/s) or in watts (W), describes the optical output power of a continuous wave laser (CW) or the average power of a pulsed laser. Pulsed lasers are also characterized by their pulse energy, which is directly proportional to the average power and inversely proportional to the laser's repetition rate. "Energy density" refers to the energy of the laser beam related to the irradiated area of the workpiece. The energy density is measured in J/mm 2 , for example.
Wichtig für die Laserbearbeitung des Werkstücks ist, neben der Energiedichte, die Verfahrgeschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs bzw. Laserstrahls, d.h. die Zeit, wie lange eine bestimmte Fläche des Werkstücks durch den Laserstrahl bestrahlt wird. Üblich ist es, hierfür den Begriff „Streckenenergie“ zu verwenden. Dies ist die vom Werkstück absorbierte Leistung des Laserstrahls pro Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs bzw. Laserstrahls, z.B. bemessen in Watt/(mm/s). Wird die Leistung des Laserstrahls Watt (W) als Joule pro Sekunde (J/s) angegeben, so bemisst sich die Streckenenergie demzufolge in J/mm.In addition to the energy density, the traversing speed of the laser processing head or laser beam is important for the laser processing of the workpiece, i.e. the time for how long a certain area of the workpiece is irradiated by the laser beam. It is customary to use the term “line energy” for this. This is the power of the laser beam absorbed by the workpiece per speed of the laser processing head or laser beam, e.g. measured in watts/(mm/s). If the power of the laser beam is given in watts (W) as joules per second (J/s), the energy per unit area is measured in J/mm.
Bei der Laserbearbeitung kommt es also wesentlich auf die Streckenenergie des Laserstrahls an, wobei die vom Werkstück absorbierte Energie von der Energiedichte abhängt. Die vom Werkstück absorbierte Energie hängt bei einer bestimmten Leistung des Laserstrahls, von der Größe des Strahlflecks auf dem Werkstück ab, entsprechend dem Strahldurchmesser an der Stelle, an der der Laserstrahl auf das Werkstück trifft. Der Strahldurchmesser des Laserstrahls auf dem Werkstück ergibt sich durch die Fokuslage, d.h. die Position des Fokus des Laserstrahls relativ zum Werkstück (senkrechter kürzester Abstand), insbesondere relativ zur Werkstückoberfläche, auf welche der Laserstrahl gerichtet ist, oder auch relativ zur Werkstückauflage. Wenn sich das Werkstück im divergenten Bereich des Strahlkegels befindet (Fokus oberhalb der Werkstückoberfläche, auf welche der Bearbeitungsstrahl trifft), kann durch eine Vergrößerung des Abstands zwischen Fokus und Werkstück der Strahldurchmesser auf dem Werkstück vergrößert werden, und umgekehrt. Somit kann durch eine Änderung des Strahldurchmessers auf dem Werkstück durch Ändern der Fokuslage die Energiedichte des Laserstrahls und somit die vom Werkstück absorbierte Energie, welche in die Streckenenergie eingeht, gezielt verändert werden. Je größer der Strahldurchmesser, desto kleiner ist die vom Werkstück absorbierte Energie, und umgekehrt. Bei einem Laser ist die Stahlintensität außerhalb des Fokus, bezogen auf den Querschnitt, nicht konstant. Idealerweise ist die Leistungsintensität ein Gauß-Profil. Auf jeden Fall ist die Energiedichte zum Rand hin relativ gering, insbesondere außerhalb des Fokus.In laser processing, the distance energy of the laser beam is essential, with the energy absorbed by the workpiece depending on the energy density. The energy absorbed by the workpiece at a given power of the laser beam depends on the size of the beam spot on the workpiece, corresponding to the beam diameter at the point where the laser beam hits the workpiece. The beam diameter of the laser beam on the workpiece results from the focus position, ie the position of the focus of the laser beam relative to the workpiece (shortest vertical distance), in particular relative to the workpiece surface on which the laser beam is directed, or also relative to the workpiece support. If the workpiece is in the divergent area of the beam cone (focus above the workpiece surface where the processing beam hits), increasing the distance between the focus and the workpiece can increase the beam diameter on the workpiece, and vice versa. Thus, by changing the beam diameter on the workpiece by changing the focus position, the energy density of the laser beam and thus the energy absorbed by the workpiece, which is included in the path energy, can be changed in a targeted manner. The larger the beam diameter, the smaller the energy absorbed by the workpiece, and vice versa. With a laser, the beam intensity is out of focus, referenced on the cross section, not constant. Ideally, the power intensity is a Gaussian profile. In any case, the energy density is relatively low towards the edge, especially out of focus.
Die Streckenenergie hängt auch von der Geschwindigkeit des Laserstrahls, d.h. der Verfahrgeschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs, auch als „Vorschubgeschwindigkeit“ bezeichnet, ab. Je größer die Vorschubgeschwindigkeit, desto kürzer wird eine bestimmte Fläche des Werkstücks bestrahlt, und umgekehrt. Somit wird mit einer Vergrößerung der Vorschubgeschwindigkeit die Streckenenergie des Laserstrahls verringert, und umgekehrt.The distance energy also depends on the speed of the laser beam, i.e. the traversing speed of the laser processing head, also known as "feed speed". The greater the feed rate, the shorter a given area of the workpiece is irradiated, and vice versa. Thus, as the feed rate increases, the line energy of the laser beam decreases, and vice versa.
Es versteht sich, dass die Energiedichte und die damit auch die Streckenenergie durch eine Änderung der Leistung des Laserstrahls selbst verändert werden kann.It goes without saying that the energy density and thus also the distance energy can be changed by changing the power of the laser beam itself.
Dem Fachmann sind weitere Möglichkeiten bekannt, die in das Werkstück eingebrachte Energie zu ändern, insbesondere durch eine Änderung von Art und/oder Zusammensetzung des bei der Laserbearbeitung eingesetzten Prozessgases.The person skilled in the art is aware of further options for changing the energy introduced into the workpiece, in particular by changing the type and/or composition of the process gas used during laser processing.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mindestens eines Werkstückteils und eines Restwerkstücks aus einem Werkstück mittels eines gemeinsam aus einer Düse eines Laserbearbeitungskopfs austretenden Laserstrahls und Prozessgasstrahls zum Austrieb von geschmolzenem Werkstückmaterial ist zweistufig ausgebildet. Es umfasst eine erste Verfahrensstufe (Stufe I), bei der der Laserstrahl in einem trennenden Modus eingesetzt wird und ein Abschnitt eines Schnittspalts sowie mindestens eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück erzeugt werden. In einer zweiten Verfahrensstufe (Stufe II) wird der Laserstrahl in einem nicht-trennenden und zugleich nicht-fügenden Modus eingesetzt, wobei an der werkstückteilseitigen Schnittkante des Schnittspalts eine Fase erzeugt wird.The method according to the invention for producing at least one workpiece part and a remaining workpiece from a workpiece by means of a laser beam and process gas jet emerging jointly from a nozzle of a laser processing head for expelling molten workpiece material is designed in two stages. It comprises a first method stage (stage I), in which the laser beam is used in a separating mode and a section of a kerf and at least one local recess of the kerf are produced in the remaining workpiece. In a second process stage (stage II), the laser beam is used in a non-separating and at the same time non-joining mode, with a chamfer being produced on the cutting edge of the cutting gap on the workpiece part side.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit, neben einer trennenden (schneidenden) Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung eines Schnittspalts und mindestens einer lokalen Ausnehmung, auch eine nicht-trennende und zugleich nicht-fügende Modifikation des Werkstücks zur Erzeugung einer Fase an einer Schnittkante des Werkstückteils mittels Laserstrahl. Hier und im Weiteren wird die Erzeugung einer Fase auch als „Modifikation“ des Werkstücks bezeichnet.In the method according to the invention, in addition to a separating (cutting) processing of the workpiece to produce a cutting gap and at least one local recess, there is also a non-separating and at the same time non-joining modification of the workpiece to produce a chamfer on a cut edge of the workpiece part by means of a laser beam . Here and in the following, the creation of a chamfer is also referred to as a "modification" of the workpiece.
Der Laserstrahl kann durch Einstellen der Streckenenergie wahlweise zur trennenden Bearbeitung oder zur nicht-trennenden und zugleich nicht-fügenden Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden, mithin in einem trennenden (schneidenden) Modus oder nicht-trennenden Modus eingesetzt werden. Im trennenden Modus ist die Streckenenergie des Laserstrahls so eingestellt, dass der Laserstrahl das Werkstück schneidend (trennend) bearbeitet, so dass das Werkstück penetriert wird, z.B. um einen Schnittspalt zu erzeugen. Im nicht-trennenden Modus ist die Streckenenergie des Laserstrahls auf dem Werkstück so gering, dass der Laserstrahl das Werkstück nicht-trennend und zugleich nicht-fügend bearbeitet, so dass das Werkstück nicht penetriert wird, wodurch eine Fase erzeugt werden kann.By adjusting the energy per unit area, the laser beam can be used either for separating processing or for non-separating and at the same time non-joining processing of the workpiece, i.e. it can be used in a separating (cutting) mode or in a non-separating mode. In cutting mode, the energy per line of the laser beam is set so that the laser beam cuts (cuts) the workpiece so that the workpiece is penetrated, e.g. to create a cutting gap. In the non-cutting mode, the path energy of the laser beam on the workpiece is so low that the laser beam processes the workpiece in a non-cutting and non-joining manner at the same time, so that the workpiece is not penetrated, which means that a chamfer can be produced.
Die Streckenenergie des Laserstrahls kann geändert werden durch eine Änderung der Energie bzw. Leistung des Laserstrahls selbst, eine Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs und/oder eine Änderung des Strahldurchmessers auf der Werkstückoberfläche, insbesondere durch Ändern der Fokuslage relativ zum Werkstück. Um die in das Werkstück eingebrachte Energie zu ändern, können ergänzend die Art und/oder Zusammensetzung des bei Laserbearbeitung eingesetzten Prozessgases verändert werden.The distance energy of the laser beam can be changed by changing the energy or power of the laser beam itself, changing the feed rate of the laser processing head and/or changing the beam diameter on the workpiece surface, in particular by changing the focus position relative to the workpiece. In order to change the energy introduced into the workpiece, the type and/or composition of the process gas used in laser processing can also be changed.
Vorzugsweise erfolgt eine Änderung der Streckenenergie des Laserstrahls durch Ändern der Fokuslage relativ zum Werkstück, was bevorzugt durch Ändern der Höhe des Laserbearbeitungskopfs über dem Werkstück bzw. der dem Laserbearbeitungskopf zugewandten Werkstückoberfläche bewirkt wird, d.h. der Laserbearbeitungskopf wird mit einer zur Werkstückoberfläche senkrechten Bewegungskomponente typischer Weise in vertikaler Richtung verfahren.A change in the linear energy of the laser beam is preferably effected by changing the focus position relative to the workpiece, which is preferably effected by changing the height of the laser processing head above the workpiece or the workpiece surface facing the laser processing head, i.e. the laser processing head is typically moved with a movement component perpendicular to the workpiece surface in move in the vertical direction.
Stufe I des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst mindestens zwei Verfahrensschritte, die im Weiteren zur leichteren Bezugnahme als Schritt a) und Schritt b) bezeichnet werden. In Schritt a) wird ein Abschnitt eines Schnittspalts oder ein geschlossener Schnittspalt entlang einer Schnittlinie geschnitten, wobei eine werkstückteilseitige Schnittkante am Werkstückteil und eine restwerkstückseitige Schnittkante am Restwerkstück gebildet werden. Der Schnittspalt wird quer zu seiner Erstreckung stets durch die beiden einander gegenüberliegenden Schnittkanten, d.h. eine werkstückteilseitige Schnittkante und eine restwerkstückseitige Schnittkante, begrenzt. Die Schnittlinie folgt einer Kontur (Umriss) eines aus dem Werkstück herzustellenden Werkstückteils. Beim Erzeugen des Schnittspalts wird der Laserbearbeitungskopf über dem Werkstück verfahren, wobei der Laserstrahl entlang der Schnittlinie geführt wird. Die Schnittlinie ist am Werkstück nicht ausgebildet. Vielmehr ist die Schnittlinie als Bahn zu verstehen, entlang welcher der Laserstrahl bzw. Laserbearbeitungskopf zum Schneiden des Schnittspalts geführt wird. Der Schnittspalt wird entlang der Kontur des Werkstückteils erzeugt, d.h. der Schnittspalt ist stets konturbildend. Dementsprechend fallen unter den Begriff „Schnittspalt“ im Sinne vorliegender Erfindung keine Abschnitte des Schnittspalts, welche nicht konturbildend sind und sich nicht entlang der Kontur des Werkstückteils erstrecken. Beispielsweise wird beim Ausschneiden eines Werkstückteils häufig entfernt von der Kontur in das Werkstück eingestochen und der Laserstrahl erst ein Stück weit hin zur konturbildenden Schnittlinie des Werkstückteils verfahren.Stage I of the process according to the invention comprises at least two process steps, which are referred to below as step a) and step b) for easier reference. In step a), a section of a kerf or a closed kerf is cut along a cutting line, a cutting edge on the workpiece part being formed on the workpiece part and a cutting edge on the remaining workpiece being formed on the remaining workpiece. The cutting gap is always delimited transversely to its extent by the two opposite cutting edges, ie a cutting edge on the workpiece part side and a cutting edge on the remaining workpiece side. The cutting line follows a contour (outline) of a workpiece part to be manufactured from the workpiece. When creating the cutting gap, the laser processing head is moved over the workpiece, with the laser beam being guided along the cutting line. The cutting line is not formed on the workpiece. Rather, the cutting line is to be understood as a path along which the laser beam or laser processing head is guided to cut the kerf. The kerf is along the Contour of the workpiece part generated, ie the cutting gap is always contour-forming. Accordingly, the term “cutting gap” in the sense of the present invention does not include sections of the cutting gap that do not form a contour and do not extend along the contour of the workpiece part. For example, when cutting out a workpiece part, the workpiece is often pierced at a distance from the contour and the laser beam is first moved a little way towards the contour-forming cutting line of the workpiece part.
In Schritt b) wird mindestens eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück durch den Laserstrahl erzeugt.In step b), at least one local recess of the cutting gap is produced in the remaining workpiece by the laser beam.
In Stufe II wird als Modifikation des Werkstücks eine Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante an der oberen Werkstückoberfläche durch Bewegen des Laserstrahls entlang einer Modifikationslinie erzeugt, mit der Maßgabe, dass das Werkstückteil mit dem Restwerkstück verbunden ist.In Stage II, as a modification of the workpiece, a chamfer is produced on the cutting edge on the workpiece part side on the upper workpiece surface by moving the laser beam along a modification line, with the proviso that the workpiece part is connected to the rest of the workpiece.
In Stufe I wird der Laserstrahl im trennenden Modus, in Stufe II im nicht-trennenden Modus eingesetzt.In stage I, the laser beam is used in the cutting mode, in stage II in the non-cutting mode.
Das bei der Laserbearbeitung eingesetzte Prozessgas dient zum Austreiben des geschmolzenen Werkstückmaterials bzw. Schmelze durch den Schnittspalt, insbesondere beim Anfasen der werkstückteilseitigen Schnittkante in Stufe II.The process gas used in laser processing is used to expel the melted workpiece material or melt through the cutting gap, especially when chamfering the cutting edge on the workpiece part in stage II.
In der vorliegenden Erfindung ist die Kontur des Werkstückteils geschlossen, da das Werkstückteil vom Restwerkstück getrennt werden soll. Gemäß einer Variante i) der Erfindung wird in Schritt a) von Stufe I der Schnittspalt nicht kreisförmig-geschlossen, d.h. nicht rund, erzeugt, sondern enthält einen oder mehrere Eckbereiche. Ein Eckbereich kann ein gekrümmter bzw. gerundeter Eckbereich sein mit einer gerundeten Ecke, d.h. ohne spitze Ecke. Ein Eckbereich kann gleichermaßen ein spitzer Eckbereich sein, der zwei Eckschenkel umfasst, die gemeinsam eine spitze Ecke bilden. Die beiden Eckschenkel formen beispielsweise eine spitze Ecke mit einem Winkel von 90°, wobei gleichermaßen andere Winkel möglich sind.In the present invention, since the workpiece part is to be separated from the remaining workpiece, the contour of the workpiece part is closed. According to a variant i) of the invention, in step a) of stage I, the incision gap is not produced in a circular-closed manner, i.e. not round, but contains one or more corner regions. A corner area can be a curved or rounded corner area with a rounded corner, i.e. without a sharp corner. A corner area can equally be a pointed corner area that comprises two corner legs that together form a pointed corner. The two corner legs form, for example, a pointed corner with an angle of 90°, other angles being equally possible.
Bei Variante i) der Erfindung, wird für den in Schritt a) erzeugten Eckbereich des Schnittspalts in Schritt b) eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück so erzeugt, dass die beim Erzeugen der Fase im Eckbereich entstehende Schmelze mittels des Prozessgasstrahls durch den um die lokale Ausnehmung vergrößerten Schnittspalt und insbesondere auch durch die lokale Ausnehmung selbst getrieben werden kann. Hierbei wird für jeden Eckbereich eine separate lokale Ausnehmung erzeugt. Möglich ist jedoch auch, dass die Kontur bzw. der Schnittspalt auch (weniger) gekrümmte Eckbereiche aufweist, für welche keine lokale Ausnehmung erzeugt wird, da dort das der Erfindung zugrunde liegende Problem bei der Erzeugung der Fase nicht auftritt. Generell wird die lokale Ausnehmung an einem gekrümmten Eckbereich ausgebildet, der so stark gekrümmt ist, dass bei der Erzeugung der Fase die Gefahr eines Rückstaus von Schmelze besteht, da die Schmelze nicht hinreichend schnell mittels des Prozessgases durch den Schnittspalt befördert werden kann. An einem spitzen Eckbereich wird die lokale Ausnehmung stets ausgebildet. Der Schnittspalt kann somit einen oder mehrere stärker gekrümmte Eckbereiche, jeweils mit lokaler Ausnehmung, und/oder einen oder mehrere spitze Eckbereiche, jeweils mit lokaler Ausnehmung, und gegebenenfalls einen oder mehrere weniger stark gekrümmte Eckbereiche ohne lokale Ausnehmung aufweisen.In variant i) of the invention, for the corner area of the kerf created in step a), a local recess of the kerf is created in the rest of the workpiece in step b) in such a way that the melt produced when creating the bevel in the corner area is pushed by the process gas jet through the surrounding local Recess enlarged incision gap and in particular can be driven through the local recess itself. In this case, a separate local recess is produced for each corner area. However, it is also possible that the contour or the incision gap also has (less) curved corner regions for which no local recess is produced, since the problem on which the invention is based when producing the bevel does not occur there. In general, the local recess is formed in a curved corner area that is so strongly curved that there is a risk of melt backing up when the bevel is created, since the melt cannot be conveyed through the cutting gap sufficiently quickly by means of the process gas. The local recess is always formed at a pointed corner area. The incision gap can thus have one or more more strongly curved corner areas, each with a local recess, and/or one or more pointed corner areas, each with a local recess, and possibly one or more less strongly curved corner areas without a local recess.
Gemäß einer weiteren Variante ii) der Erfindung wird für die in Stufe II erzeugte Fase am Startpunkt der Erzeugung der Fase, der insbesondere am Schnittspaltbeginn des Abschnitts des Schnittspalts liegen kann, eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück so erzeugt wird, dass die beim Erzeugen der Fase entstehende Schmelze durch den um die lokale Ausnehmung erweiterten Schnittspalt getrieben werden kann.According to a further variant ii) of the invention, a local recess of the kerf is created in the remaining workpiece for the chamfer created in stage II at the starting point of the creation of the chamfer, which can be in particular at the start of the kerf of the section of the kerf, such that when creating the Chamfer resulting melt can be driven through the cutting gap extended to the local recess.
Gemäß einer weiteren Variante iii) der Erfindung wird in Stufe II die Fase so ausgebildet, dass sie in mindestens einem ersten Schnittspaltbereich eine größere Tiefe und/oder Breite aufweist als in einem unmittelbar angrenzenden zweiten Schnittspaltbereich. In Schritt b) von Stufe I wird die lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück dann so erzeugt, dass die beim Erzeugen der Fase im ersten Schnittspaltbereich entstehende Schmelze mittels des Prozessgasstrahls durch den um die lokale Ausnehmung vergrößerten Schnittspalt und insbesondere auch durch die lokale Ausnehmung selbst getrieben werden kann.According to a further variant iii) of the invention, the bevel is formed in stage II in such a way that it has a greater depth and/or width in at least a first kerf area than in an immediately adjacent second kerf area. In step b) of stage I, the local recess of the kerf in the remaining workpiece is then created in such a way that the melt produced when the bevel is created in the first kerf area is driven by the process gas jet through the kerf enlarged by the local recess and in particular also through the local recess itself can be.
Die oben genannten Varianten i), ii) und iii) können in dem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein.The above variants i), ii) and iii) can each be provided individually or in any combination in the process according to the invention.
Wie die Erfinder überraschend festgestellt haben, wird das geschmolzene Werkstückmaterial beim Erzeugen der Fase durch den Prozessgasstrahl schräg nach hinten und unten durch den Schnittspalt befördert, d.h. die in Bewegung befindliche Schmelze hat neben einer vertikalen Bewegungskomponente eine horizontale Bewegungskomponente, die entgegen der Richtung der Verfahrbewegung des Laserbearbeitungskopfs zum Erzeugen der Fase gerichtet ist. Die horizontale Bewegungskomponente der Schmelze ist umso größer, je größer die Verfahrgeschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs ist, und umgekehrt. Aufgrund der horizontalen Bewegungskomponente der Schmelze kann die Schmelze unter Umständen nicht hinreichend schnell durch den Schnittspalt getrieben werden. Eine solche Situation kann insbesondere dann auftreten, wenn die Schmelze verstärkt gegen den restwerkstückseitigen Teil der Schnittkante gedrückt wird, weil sich die Krümmung des Schnittspalts erhöht, ein spitzer Eckbereich vorliegt, oder generell eine beispielsweise relativ tiefe Fase, insbesondere am Beginn des Schnittspalts, erzeugt werden soll. Ein nicht hinreichender Abtransport der Schmelze durch den Schnittspalt kann unter Umständen auch dann auftreten, wenn die Fase stellenweise tiefer und/oder breiter ausgebildet werden soll. Dies kann, abhängig von den konkreten Verfahrensbedingungen, wie Stärke der Krümmung des Schnittspalts und/oder Geschwindigkeit der Verfahrbewegung des Laserbearbeitungskopfs, zu einem Rückstau der Schmelze führen, mit der Gefahr einer Gratbildung auf der Werkstückoberfläche. Durch eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts kann in vorteilhafter Weise stets sichergestellt werden, dass die Schmelze mittels des Prozessgasstrahls hinreichend schnell durch den vergrößerten Schnittspalt befördert werden kann, so dass ein Rückstau von Schmelze vermieden wird.As the inventors surprisingly found, when the bevel is created, the molten workpiece material is transported diagonally backwards and downwards through the cutting gap by the process gas jet, i.e. the moving melt has a vertical component of movement and a horizontal component of movement that runs counter to the direction of the movement of the Laser processing head is directed to generate the chamfer. The horizontal movement component of the melt is all the greater ßer, the higher the traversing speed of the laser processing head, and vice versa. Due to the horizontal movement component of the melt, the melt may not be driven through the cutting gap sufficiently quickly. Such a situation can occur in particular when the melt is pressed more strongly against the part of the cutting edge on the rest of the workpiece because the curvature of the cutting gap increases, there is a sharp corner area, or, for example, a relatively deep chamfer is generally produced, especially at the beginning of the cutting gap should. Under certain circumstances, insufficient removal of the melt through the cutting gap can also occur if the bevel is to be made deeper and/or wider in places. Depending on the specific process conditions, such as the degree of curvature of the cutting gap and/or the speed of the traversing movement of the laser processing head, this can lead to a backwater of the melt with the risk of burrs forming on the workpiece surface. A local recess in the cutting gap can advantageously always ensure that the melt can be conveyed sufficiently quickly through the enlarged cutting gap by means of the process gas jet, so that a backflow of melt is avoided.
In Stufe I kann Schritt b) vor, nach oder auch während der Ausführung von Schritt a) durchgeführt werden. Die Benennung gibt keine Reihenfolge vor. Die Schritte a) und b) können jeweils mehrmals nacheinander ausgeführt werden, ohne dass der jeweils andere Schritt zwischen zwei Schritten gleicher Benennung ausgeführt wird. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mehrzahl von Schritten a) vor einem oder mehreren Schritten b) ausgeführt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mehrzahl von Schritten b) vor einem oder mehreren Schritten a) ausgeführt. Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mehrzahl von Schritten a) und eine Mehrzahl von Schritten b) in alternierender Abfolge ausgeführt, wobei nach einem Schritt mit der einen Benennung, d.h. Schritt a) oder b), jeweils ein Schritt mit der anderen Benennung, d.h. Schritt b) oder a), ausgeführt wird. Vorzugsweise wird nach einem Schritt a) ein Schritt b) ausgeführt.In stage I, step b) can be carried out before, after or also during the execution of step a). The naming does not specify any order. Steps a) and b) can each be carried out several times in succession without the other step being carried out between two steps of the same name. According to one embodiment of the method according to the invention, a plurality of steps a) are carried out before one or more steps b). According to a further embodiment of the method according to the invention, a plurality of steps b) are carried out before one or more steps a). According to yet another embodiment of the method according to the invention, a plurality of steps a) and a plurality of steps b) are carried out in an alternating sequence, after a step with one designation, i.e. step a) or b), one step with the other designation, i.e. step b) or a), is carried out. A step b) is preferably carried out after a step a).
Die Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante des Schnittspalts kann abschnittsweise erzeugt werden. Hierbei ist eine beliebige Abfolge der Verfahrensschritte der Stufen I und II möglich, solange Stufe II für die genannten Varianten i), ii) und iii) nach den Schritten a) und b) durchgeführt wird.The chamfer on the cutting edge of the cutting gap on the workpiece part side can be produced in sections. Any sequence of the process steps of stages I and II is possible here, as long as stage II for the variants i), ii) and iii) mentioned is carried out after steps a) and b).
Stufe II, d.h. die Erzeugung der Fase, wird nur durchgeführt, solange das Werkstückteil mit dem Restwerkstück verbunden ist. Wesentlich ist, dass nach Ausführen von einem oder mehreren Schritten a) das Werkstückteil weiterhin über einen oder mehrere Stege, insbesondere Microjoints oder Nanojoints, mit dem Restwerkstück verbunden ist. Im Sinne vorliegender Erfindung wird als „Steg“ eine sich entlang der Schnittlinie erstreckende Verbindung aus Werkstückmaterial zwischen Werkstückteil und Restwerkstück verstanden, wobei der Steg den Schnittspalt unterbricht. Ein „Microjoint“ ist ein Steg mit einer relativ geringen Abmessung entlang der Schnittlinie, welche erfindungsgemäß bevorzugt im Bereich von 1/10 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1/10 mm bis 1 mm liegt. In der gängigen Verwendung des Begriffs, weist ein Microjoint eine Höhe auf, welche der Höhe bzw. Dicke des Werkstücks (d.h. Abmessung senkrecht zur Werkstückoberfläche) entspricht. Ein „Nanojoint“ ist ein Microjoint, dessen Höhe in Bezug auf die Dicke des Werkstücks reduziert ist, wobei die Höhe eines Nanojoints erfindungsgemäß bevorzugt maximal die Hälfte der Dicke des Werkstücks beträgt. Stage II, i.e. the creation of the chamfer, is only carried out as long as the workpiece part is connected to the rest of the workpiece. It is essential that after one or more steps a) have been carried out, the workpiece part is still connected to the remaining workpiece via one or more webs, in particular microjoints or nanojoints. In the context of the present invention, a “web” is understood to mean a connection of workpiece material between the workpiece part and the remaining workpiece that extends along the cutting line, with the web interrupting the cutting gap. A "microjoint" is a web with a relatively small dimension along the cutting line, which according to the invention is preferably in the range from 1/10 mm to 2 mm, particularly preferably in the range from 1/10 mm to 1 mm. In the common usage of the term, a microjoint has a height that corresponds to the height or thickness of the workpiece (i.e. dimension perpendicular to the workpiece surface). A “nanojoint” is a microjoint whose height is reduced in relation to the thickness of the workpiece, with the height of a nanojoint preferably being at most half the thickness of the workpiece according to the invention.
Microjoints und Nanojoints sind dem Fachmann aus der Praxis der Fertigung von Blech-Werkstückteilen durch Laserbearbeitung und aus der Patentliteratur wohlbekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Lediglich ergänzend wird bezüglich Nanojoints beispielsweise auf die internationale Patentanmeldung
Das mit dem Restwerkstück verbundene Werkstückteil ist noch fester Bestandteil des Werkstücks, wobei die Verbindung im Sinne vorliegender Erfindung hinreichend starr ist, so dass eine Lageänderung des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils relativ zum übrigen Werkstück bei der Erzeugung der Fase nicht auftritt bzw. eine hierbei etwaig auftretende Lageänderung vernachlässigbar klein ist und zu keiner vernünftiger Weise zu berücksichtigenden Änderung des Ergebnisses führt..The workpiece part connected to the remaining workpiece is still an integral part of the workpiece, with the connection being sufficiently rigid in the sense of the present invention so that a change in position of the partially cut-out workpiece part relative to the rest of the workpiece does not occur when the chamfer is created, or any change in position that may occur here is negligibly small and does not lead to any reasonable change in the result.
Um das Werkstückteil vom Restwerkstück entfernen zu können, muss ein geschlossener Schnittspalt ausgebildet werden. Erfindungsgemäß ist die Ausbildung eines geschlossenen Schnittspalts erst nach Erzeugen der Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante vorgesehen. Die Erzeugung eines geschlossenen Schnittspalts kann mittels Laserstrahl im trennenden Modus erfolgen, wobei ein oder mehrere Stege, insbesondere ein oder mehrere Microjoints oder Nanojoints, mit denen das Werkstückteil noch mit dem Restwerkstück verbunden ist, durchtrennt werden. Das Werkstückteil wird hierbei vom Restwerkstück freigeschnitten. Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt, bei dem das Werkstückteil vom Restwerkstück mittels Laserstrahl im trennenden Modus freigeschnitten wird.In order to be able to remove the workpiece part from the rest of the workpiece, a closed cutting gap must be formed. According to the invention, the formation of a closed cutting gap is only provided after the production of the chamfer on the cutting edge on the workpiece part side. A closed cutting gap can be produced by means of a laser beam in the separating mode, with one or more webs, in particular one or more microjoints or nanojoints, with which the workpiece part is still connected to the remaining workpiece, being severed. The workpiece part is cut free from the rest of the workpiece. According to one embodiment, the method according to the invention comprises a step in which the workpiece part is cut free from the rest of the workpiece using a laser beam in the separating mode.
Das Werkstückteil kann auch ohne Laserstrahl vom Restwerkstück getrennt werden, wobei der ein oder die mehreren Stege, mit denen das Werkstücksteil noch mit dem Restwerkstück verbunden ist, mechanisch durchtrennt werden. Dies kann beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung oder schneidende Bearbeitung (nicht Laserstrahl) oder einfach durch Herausbrechen des Werkstückteils vom Restwerkstück erfolgen. Dem Fachmann sind fachübliche Maßnahmen insbesondere zum Durchtrennen von Microjoints oder Nanojoints wohlbekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Erfindungsgemäß ist somit insbesondere auch der Fall umfasst, dass ein einziger Abschnitt des Schnittspalts mittels Laserstrahl erzeugt wird, wobei das Werkstückteil noch durch einen einzigen Steg, insbesondere Micro- oder Nanojoint, mit dem Restwerkstück verbunden ist, wobei dieser Steg nicht durch den Laserstrahl sondern in anderer Weise mechanisch durchtrennt wird. Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt, bei dem das Werkstückteil vom Restwerkstück nicht durch den Laserstrahl, sondern durch ein mechanisches Durchtrennen von einem oder mehreren Stegen, insbesondere durch eine spanende Bearbeitung oder schneidende Bearbeitung (nicht Laserstrahl) oder durch Herausbrechen des Werkstückteils vom Restwerkstück, vom Restwerkstück vollständig abgetrennt wird.The workpiece part can also be separated from the remaining workpiece without a laser beam, with the one or more webs with which the workpiece part is still connected to the remaining workpiece being severed mechanically. This can be done, for example, by machining or cutting (not with a laser beam) or simply by breaking out the workpiece part from the rest of the workpiece. The person skilled in the art is well aware of the usual technical measures, in particular for severing microjoints or nanojoints, so that they do not need to be discussed in more detail here. The invention therefore also includes, in particular, the case in which a single section of the cutting gap is produced by means of a laser beam, with the workpiece part still being connected to the remaining workpiece by a single web, in particular a microjoint or nanojoint, with this web not being cut by the laser beam but in otherwise mechanically severed. According to one embodiment, the method according to the invention comprises a step in which the workpiece part is separated from the remaining workpiece not by the laser beam, but by mechanically severing one or more webs, in particular by machining or cutting (not laser beam) or by breaking out the workpiece part from the Remaining workpiece is completely separated from the remaining workpiece.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte mindestens eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück öffnet sich in den Schnittspalt bzw. geht in den Schnittspalt über, wobei sie sich von der oberen Werkstückoberfläche bis zur unteren Werkstückoberfläche erstreckt, d.h. das Werkstück vollständig durchbricht. Die lokale Ausnehmung ist eine lokale Vergrößerung des Schnittspalts. In senkrechter Sicht durch das Werkstück wird durch die lokale Ausnehmung eine lokale Vergrößerung der Querschnittfläche des Schnittspalts in der Ebene des Werkstücks erreicht. Erfindungsgemäß ist die lokale Ausnehmung am Schnittspalt nur lokal ausgebildet, d.h. erstreckt sich nicht über die gesamte Kontur des Werkstückteils.The at least one local recess of the kerf in the remaining workpiece produced in the method according to the invention opens into the kerf or merges into the kerf, extending from the upper workpiece surface to the lower workpiece surface, i.e. completely breaking through the workpiece. The local recess is a local enlargement of the incision gap. In a vertical view through the workpiece, the local recess achieves a local enlargement of the cross-sectional area of the cutting gap in the plane of the workpiece. According to the invention, the local recess at the cutting gap is only formed locally, i.e. it does not extend over the entire contour of the workpiece part.
Die lokale Ausnehmung des Schnittspalts kann grundsätzlich in vielfältiger Weise ausgebildet sein, solange gewährleistet ist, dass der Schnittspalt durch die lokale Ausnehmung lokal so vergrößert wird, dass das Austreiben der Schmelze durch den lokal vergrößerten Schnittspalt beim Erzeugen der Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante verbessert ist.The local recess of the kerf can basically be designed in a variety of ways, as long as it is ensured that the kerf is locally enlarged by the local recess in such a way that the expulsion of the melt through the locally enlarged kerf is improved when the chamfer is created on the cutting edge on the workpiece part.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die lokale Ausnehmung des Schnittspalts in Form einer entlang des Schnittspalts sich erstreckenden Verbreiterung des Schnittspalts ausgebildet. Vorzugsweise weist die Schnittspaltverbreiterung eine stets gleiche Breite quer zu ihrer Erstreckung auf. Ist ein Eckbereich als gekrümmter Eckbereich ausgebildet, ist es vorteilhaft, wenn sich die Schnittspaltverbreiterung vollständig über den gekrümmten Eckbereich hinweg erstreckt. Bei einem spitzen Eckbereich ist es vorteilhaft, wenn sich die Schnittspaltverbreiterung um die Ecke und jeweils entlang eines Teils beider Eckschenkel erstreckt. Vorteilhaft erstreckt sich die Schnittspaltverbreiterung auch vollständig über den ersten Schnittspaltbereich, in dem die Fase mit einer größeren Tiefe und/oder größeren Breite erzeugt werden soll, wobei es aber auch möglich ist, dass sie sich auch in die an den ersten Schnittspaltbereich unmittelbar angrenzenden zweiten Schnittspaltbereiche hinein erstreckt, solange gewährleistet ist, dass die Ausnehmung lokal ist.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the local recess of the incision gap is formed in the form of a widening of the incision gap extending along the incision gap. Preferably, the widening of the cutting gap always has the same width transversely to its extension. If a corner area is designed as a curved corner area, it is advantageous if the widening of the incision gap extends completely over the curved corner area. In the case of a pointed corner area, it is advantageous if the widening of the cutting gap extends around the corner and along a part of each of the two corner legs. Advantageously, the widening of the kerf also extends completely over the first kerf area in which the bevel is to be produced with a greater depth and/or greater width, although it is also possible for it to extend into the second kerf areas directly adjacent to the first kerf area extends in as long as it is ensured that the recess is local.
Die Erzeugung einer solchen Schnittspaltverbreiterung kann beispielsweise durch Verfahren des Laserbearbeitungskopfs bzw. Laserstrahls entlang einer zur Schnittlinie parallelen und äquidistanten Bahn erfolgen. Der Laserbearbeitungskopf bzw. Laserstrahl wird vorzugsweise maximal um die 1,5-fache Strahlbreite auf dem Werkstück seitlich zur Schnittlinie in Richtung Restwerkstück versetzt. Vorteilhaft wird der Laserstrahl maximal um die 1-fache Strahlbreite auf dem Werkstück, beispielsweise um die 0,5-fache Strahlbreite auf dem Werkstück, seitlich zur Schnittlinie in Richtung Restwerkstück versetzt. Ein Versatz um die 0,5-fache Strahlbreite führt zu einem verbreiterten Schnittspalt, der gegenüber dem ursprünglichen Schnittspalt eine 1,5-fache Breite aufweist. Die Schnittspaltverbreiterung wird hierbei so hergestellt, dass kein Abfallteil aus dem Restwerkstück ausgeschnitten wird. Die als Schnittspaltverbreiterung dienende Ausnehmung wird vorzugsweise ausschließlich im Restwerkstück erzeugt. Die Schnittspaltverbreiterung wird in einem von der Erzeugung des Schnittspalts getrennten Verfahrensschritt hergestellt, wobei die Schnittspaltverbreiterung vorzugsweise nach, aber auch vor der Erzeugung des Schnittspalts ausgebildet werden kann. Bei der Erzeugung des Schnittspalts und der lokalen Ausnehmung (Schnittspaltverbreiterung) wird somit mindestens einmal die Vefahrrichtung des Laserbearbeitungskopfs in Bezug auf die Verfahrrichtung entlang der Schnittlinie zum Erzeugen des Schnittspalts geändert.Such a widening of the cutting gap can be produced, for example, by moving the laser processing head or laser beam along a path that is parallel and equidistant to the cutting line. The laser processing head or laser beam is preferably offset laterally to the cutting line in the direction of the rest of the workpiece by a maximum of 1.5 times the beam width on the workpiece. Advantageously, the laser beam is displaced laterally to the cutting line in the direction of the rest of the workpiece by a maximum of 1 times the beam width on the workpiece, for example by 0.5 times the beam width on the workpiece. An offset of 0.5 times the beam width leads to a wider kerf that is 1.5 times the width of the original kerf. The widening of the cutting gap is made in such a way that no waste is cut out of the remaining workpiece. The recess used to widen the cutting gap is preferably produced exclusively in the remaining workpiece. The widening of the incision gap is produced in a method step that is separate from the production of the incision gap, it being possible for the widening of the incision gap to be formed preferably after, but also before, the production of the incision gap. When generating the kerf and the local recess (widening of the kerf), the direction of travel of the laser processing head is thus changed at least once in relation to the direction of travel along the cutting line for generating the kerf.
Möglich wäre auch, die Schnittspaltverbreiterung während der Herstellung des Schnittspalts herzustellen. Hierbei wird der Strahldurchmesser auf dem Werkstück vergrößert, wobei der Laserstrahl im trennenden Modus verbleibt. Der Schnittspalt kann somit stellenweise mit einer größeren Breite erzeugt werden. Bei der Erzeugung des Schnittspalts und der lokalen Ausnehmung wird somit die Vefahrrichtung des Laserbearbeitungskopfs in Bezug auf die Verfahrrichtung entlang der Schnittlinie zur Erzeugung des Schnittspalts nicht geändert.It would also be possible to produce the widening of the cutting gap during the production of the cutting gap. Here, the beam diameter on the workpiece is increased, while the laser beam remains in the separating mode. The kerf can thus be produced with a greater width in places. When the cutting gap and the local recess are produced, the direction of travel of the laser processing head is therefore not changed in relation to the direction of travel along the cutting line for producing the cutting gap.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schnittspalt so ausgebildet, dass er mindestens einen spitzen Eckbereich aufweist, wobei eine lokale Ausnehmung im Restwerkstück so ausgebildet wird, dass sie an der Ecke und den beiden Eckschenkeln in den Schnittspalt übergeht. Die lokale Ausnehmung ist bei einem spitzen Eckbereich mit einer zum Werkstückteil gerichteten Ecke auf der Innenseite der Ecke angeordnet. Bei einem spitzen Eckbereich mit einer zum Restwerkstück gerichteten Ecke ist die lokale Ausnehmung auf der Außenseite der Ecke angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the cutting gap is formed in such a way that it has at least one pointed corner region, with a local recess being formed in the remaining workpiece such that it merges into the cutting gap at the corner and the two corner legs. The local recess is arranged at a sharp corner area with a corner facing towards the workpiece part on the inside of the corner. In the case of a pointed corner area with a corner directed towards the rest of the workpiece, the local recess is arranged on the outside of the corner.
Vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem spitzen Eckbereich mindestens eine lokale Ausnehmung in Form einer Verlängerung eines Eckschenkels ausgebildet wird. Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn jeder Eckschenkel eine separate lokale Ausnehmung des Schnittspalts aufweist, wobei es gleichermaßen möglich ist, dass für beide Eckschenkel eine gemeinsame lokale Ausnehmung vorgesehen ist. Die lokale Ausnehmung kann in Form einer Verlängerung des Schnittspalts ausgebildet sein, vorteilhaft in Form einer geradlinigen Ausnehmung, welche den Eckschenkel fluchtend verlängert. Bei der Erzeugung der Ausnehmung ist es vorteilhaft, wenn kein Abfallteil aus dem Restwerkstück ausgeschnitten wird. Vorteilhaft kann es sein, wenn eine geradlinige Schnittspaltverlängerung mit einer endständigen Ausbuchtung versehen ist, die durch Ausschneiden eines Abfallteils aus dem Restwerkstück erzeugt wird. Möglich wäre auch, die lokale Ausnehmung in Verlängerung eines Eckschenkels durch Ausschneiden eines Abfallteils aus dem Restwerkstück zu erzeugen.It can be advantageous if at least one local recess is formed in the form of an extension of a corner leg in the case of a pointed corner area. It can also be advantageous if each corner leg has a separate local recess of the incision gap, it being equally possible for a common local recess to be provided for both corner legs. The local recess can be in the form of an extension of the incision gap, advantageously in the form of a straight recess which extends the corner leg in alignment. When creating the recess, it is advantageous if no waste part is cut out of the remaining workpiece. It can be advantageous if a straight cutting gap extension is provided with a bulge at the end, which is produced by cutting out a waste part from the remaining workpiece. It would also be possible to produce the local recess in the extension of a corner leg by cutting out a waste part from the remaining workpiece.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Laserstrahl in Stufe II zum Erzeugen der Fase entlang der Modifikationslinie geführt. In entsprechender Weise wird der Laserbearbeitungskopf entlang der Modifikationslinie verfahren. Das Führen des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie muss nicht zwingend so erfolgen, dass die Bahn des Laserstrahls identisch zur Modifikationslinie ist. Vielmehr kann sich die (Gesamt-)Bewegung des Laserstrahls bzw. des Laserbearbeitungskopfs aus einer Primärbewegung und einer der Primärbewegung überlagerten Sekundärbewegung ergeben. Bei der (stets vorhandenen) Primärbewegung ist die Bahn des Laserstrahls identisch zur Modifikationslinie, so dass der Laserstrahl stets auf die Modifikationslinie gerichtet ist. Eine Sekundärbewegung umfasst auch Bewegungskomponenten quer (d.h. senkrecht) zur Modifikationslinie, so dass ein größerer Bereich des Werkstücks vom Laserstrahl überstrichen wird.In the method according to the invention, the laser beam is guided along the modification line in stage II to produce the bevel. The laser processing head is moved along the modification line in a corresponding manner. The laser beam does not necessarily have to be guided along the modification line in such a way that the path of the laser beam is identical to the modification line. Rather, the (overall) movement of the laser beam or of the laser processing head can result from a primary movement and a secondary movement superimposed on the primary movement. In the case of the (always present) primary movement, the path of the laser beam is identical to the modification line, so that the laser beam is always aimed at the modification line. Secondary motion also includes motion components transverse (i.e., perpendicular) to the modification line, so that a larger area of the workpiece is swept by the laser beam.
Falls keine Sekundärbewegung vorhanden ist, ist die Bahn des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie identisch zur Modifikationslinie. Eine Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante wird somit durch Führen des Laserstrahls auf der Modifikationslinie erzeugt, was eine besonders schnelle Modifikation des Werkstücks (d.h. Erzeugung der Fase) ermöglicht. Die (Gesamt-)Bewegung des Laserstrahls ist dann identisch zur Primärbewegung.If there is no secondary motion, the trajectory of the laser beam along the modification line is identical to the modification line. A chamfer on the cutting edge on the workpiece part side is thus created by guiding the laser beam along the modification line, which enables the workpiece to be modified particularly quickly (i.e. creation of the chamfer). The (overall) movement of the laser beam is then identical to the primary movement.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es aber auch von Vorteil sein, den Laserstrahl zur Erzeugung der Fase auch quer zur Modifikationslinie zu bewegen. In diesem Fall ist der Primärbewegung des Laserstrahls eine Sekundärbewegung überlagert, wobei der Laserstrahl gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hierbei eine mäanderförmige Hin- und Her-Bewegung entlang der Modifikationslinie vollführt. Der Laserstrahl wird dabei bei seiner Bewegung entlang der Modifikationslinie mehrfach von der Modifikationslinie weggeführt und jeweils wieder hingeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung wird der Laserstrahl hierbei entlang jeweils geschlossener Bahnabschnitte geführt, die entlang der Modifikationslinie vorzugsweise reihenförmig angeordnet sind. Jeder geschlossener Bahnabschnitt ist durch ein Kreuzen der vorher durchlaufenen Bahn des Laserstrahls definiert. Beispielsweise sind die geschlossenen Bahnabschnitte kreisförmig geschlossene Bahnabschnitte (d.h. Kreise) oder Ellipsen, die entlang der Modifikationslinie vorzugsweise reihenförmig angeordnet sind. So können insbesondere Fasen mit größeren Tiefen und/oder Breiten entlang der Modifikationslinie erzeugt werden. Vorteilhaft weist eine Bewegungskomponente des Laserstrahls quer zur Modifikationslinie eine Ausdehnung von mindestens 0,5 mm und höchstens 5 mm auf. Vorzugsweise weist der Laserstrahl beim Verfahren entlang geschlossener Bahnabschnitte, insbesondere entlang von Kreisen oder Ellipsen, einen Überlapp entlang der Modifikationslinie im Bereich von 0,5 mm bis 1 mm auf. Vorteilhaft beträgt ein Überlapp der geschlossener Bahnabschnitte (z.B. Kreise) entlang der Modifikationslinie 0,5 mm bis 1 mm.In the method according to the invention, however, it can also be advantageous to also move the laser beam transversely to the modification line in order to produce the bevel. In this case, a secondary movement is superimposed on the primary movement of the laser beam, with the laser beam performing a meandering back and forth movement along the modification line according to a preferred embodiment of the method according to the invention. During its movement along the modification line, the laser beam is repeatedly guided away from the modification line and guided back towards it in each case. According to an alternative preferred embodiment, the laser beam is guided along respective closed path sections, which are preferably arranged in rows along the modification line. Each closed path section is defined by crossing the previously traversed path of the laser beam. For example, the closed path sections are circular closed path sections (i.e. circles) or ellipses, which are preferably arranged in a row along the modification line. In particular, chamfers with greater depths and/or widths can be produced along the modification line. Advantageously, a movement component of the laser beam transverse to the modification line has an extent of at least 0.5 mm and at most 5 mm. When moving along closed path sections, in particular along circles or ellipses, the laser beam preferably has an overlap along the modification line in the range from 0.5 mm to 1 mm. An overlap of the closed path sections (e.g. circles) along the modification line is advantageously 0.5 mm to 1 mm.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorteilhaft sein, wenn die Fase, ausgehend von mindestens einer lokalen Ausnehmung des Schnittspalts in einem Eckbereich, mit zwei entgegengesetzt gerichteten Primärbewegungen des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie erzeugt wird. Beispielsweise wird die Fase, ausgehend von mindestens einer lokalen Ausnehmung des Schnittspalts in der spitzen Ecke, entlang zweier entgegengesetzter Primärbewegungen des Laserbearbeitungskopfs erzeugt. Die spitze Ecke kann somit in sehr einfacher und zuverlässiger Weise mit einer werkstückteilseitigen Fase versehen werden. Diese Verfahrensführung kann aber auch vorteilhaft bei gekrümmten Eckbereichen eingesetzt werden.In the method according to the invention, it can be advantageous if the bevel is produced with two oppositely directed primary movements of the laser beam along the modification line, starting from at least one local recess of the incision gap in a corner area. For example, starting from at least one local recess of the incision gap in the sharp corner, the bevel is opposed along two ter primary movements of the laser processing head generated. The pointed corner can thus be provided with a chamfer on the workpiece part in a very simple and reliable manner. However, this procedure can also be used advantageously in the case of curved corner areas.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn die lokale Ausnehmung des Restwerkstück, bezogen auf eine Richtung der Primärbewegung des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie zum Erzeugen der Fase und bezogen auf eine Ebene senkrecht zum Werkstück und quer zur Erstreckung des Schnittspalts, zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, unmittelbar angrenzend zu und hinter einem Startpunkt des Laserstrahls zum Erzeugen der Fase angeordnet ist. Die nach hinten und unten geschleuderte Schmelze kann dann besonders effizient durch die lokale Ausnehmung befördert werden.In the method according to the invention, it can also be advantageous if the local recess of the residual workpiece, based on a direction of the primary movement of the laser beam along the modification line for generating the bevel and based on a plane perpendicular to the workpiece and transverse to the extent of the cutting gap, at least in sections, in particular is arranged completely, immediately adjacent to and behind a starting point of the laser beam for generating the bevel. The melt thrown backwards and downwards can then be conveyed particularly efficiently through the local recess.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die lokale Ausnehmung des Schnittspalts generell ohne und/oder mit Ausschneiden eines Abfallteils aus dem Restwerkstück erzeugt werden.In the method according to the invention, the local recess of the cutting gap can generally be produced without and/or with cutting out a waste part from the remaining workpiece.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Fase durch Führen des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie erzeugt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verlaufen die Schnittlinie und die Modifikationslinie zur Erzeugung der werkstückteilseitigen Fase parallel, wobei die Modifikationslinie einen lateralen Versatz senkrecht zur Schnittlinie aufweist. Die Schnittlinie und die Modifikationslinie haben bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens also keinen identischen Verlauf. Der Versatz zwischen der Schnittlinie und der Modifikationslinie beträgt bevorzugt mindestens 0,2 mm und nicht mehr als 1,5 mm.In the method according to the invention, the chamfer is produced by guiding the laser beam along the modification line. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the cutting line and the modification line for producing the bevel on the workpiece part run parallel, with the modification line having a lateral offset perpendicular to the cutting line. In this embodiment of the method, the cutting line and the modification line do not have an identical course. The offset between the cutting line and the modification line is preferably at least 0.2 mm and not more than 1.5 mm.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fase auch an dem mindestens einen Steg, insbesondere Microjoint oder Nanojoint, erzeugt. Wie die Erfinder überraschend festgestellt haben, stört ein Steg zwischen Werkstückteil und Restwerkstück nur geringfügig die Gasdynamik des Prozessgases, wenn der Steg entlang der Schnittlinie hinreichend klein dimensioniert ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Steg als Microjoint ausgebildet ist und eine Abmessung entlang der Schnittlinie im Bereich von 1/10 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1/10 mm bis 1 mm aufweist.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the chamfer is also produced on the at least one web, in particular a microjoint or nanojoint. As the inventors have surprisingly found, a web between the workpiece part and the rest of the workpiece disturbs the gas dynamics of the process gas only slightly if the web is dimensioned sufficiently small along the cutting line. This applies in particular when the web is designed as a microjoint and has a dimension along the cutting line in the range from 1/10 mm to 2 mm, particularly preferably in the range from 1/10 mm to 1 mm.
Bei der Erzeugung der Fase ist es notwendig, nicht nur mit dem Laserstrahl, sondern auch mit dem Prozessgasstrahl auf das Werkstück einzuwirken, um die entstehende Schmelze durch den lokal vergrößerten Schnittspalt und insbesondere die lokale Ausnehmung des Schnittspalts abzuführen. Dabei sollte der Druck des Prozessgases vor dem Austritt aus der Düse nicht mehr als 7 bar betragen, um zu starke Materialspritzer auf der Werkstückoberfläche zu vermeiden. Bevorzugt beträgt der Gasdruck zwischen 3 bar und 6 bar, wodurch einerseits ein gutes Abführen der Schmelze erreicht wird, andererseits Materialspritzer zuverlässig und sicher vermieden werden können.When creating the bevel, it is necessary to act on the workpiece not only with the laser beam but also with the process gas jet in order to discharge the resulting melt through the locally enlarged cutting gap and in particular the local recess of the cutting gap. The pressure of the process gas before it exits the nozzle should not be more than 7 bar in order to avoid excessive material spatter on the workpiece surface. The gas pressure is preferably between 3 bar and 6 bar, as a result of which good discharge of the melt is achieved on the one hand and material splashes can be reliably and safely avoided on the other hand.
Grundsätzlich ist ein vorteilhafter Abstand zwischen der Düse und dem Werkstück bzw. der Werkstückoberfläche vom eingesetzten Prozessgas abhängig. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Abstand zwischen Düse und Werkstückoberfläche für das Erzeugen von Fasen mit Sauerstoff als Prozessgas mindestens 9 mm, besser mindestens 20 mm und besonders bevorzugt mindestens 35 mm.In principle, an advantageous distance between the nozzle and the workpiece or the workpiece surface depends on the process gas used. According to an advantageous embodiment of the invention, the distance between the nozzle and the workpiece surface for producing bevels with oxygen as the process gas is at least 9 mm, better at least 20 mm and particularly preferably at least 35 mm.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Streckenenergie des Laserstrahls auf dem Werkstück bei der Laserbearbeitung in Stufe II geringer als in Stufe I, was insbesondere durch ein Verringern der Leistung des Laserstrahls, ein Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs, ein Defokussieren des Laserstrahls durch Ändern der Fokuslage relativ zum Werkstück (Ändern des Strahldurchmessers an der Werkstückoberfläche) erreicht werden kann. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in Stufe II der Fokus des Laserstrahls auf oder oberhalb der Werkstückoberfläche. Die mittlere Laserleistung beträgt in Stufe II vorzugsweise weniger als 3500 W, der Fokusdurchmesser des Laserstrahls beträgt vorzugsweise mindestens 150 µm und/oder die Vorschubgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise mindestens 1 m/min. Je näher der Fokus des Laserstrahls am Werkstück liegt, desto größer sollte in Stufe II der Fokusdurchmesser gewählt werden. So beträgt der Fokusdurchmesser bei einer Fokuslage auf der Werkstückoberfläche vorzugsweise mehr als 250 µm.In the method according to the invention, the energy per line of the laser beam on the workpiece during laser processing is lower in stage II than in stage I, which is caused in particular by reducing the power of the laser beam, increasing the feed speed of the laser processing head, defocusing the laser beam by changing the focus position relatively to the workpiece (changing the beam diameter at the workpiece surface) can be achieved. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, in stage II the focus of the laser beam is on or above the workpiece surface. The average laser power in stage II is preferably less than 3500 W, the focus diameter of the laser beam is preferably at least 150 μm and/or the feed rate is preferably at least 1 m/min. The closer the focus of the laser beam is to the workpiece, the larger the focus diameter should be selected in stage II. The focus diameter is preferably more than 250 μm when the focus is on the workpiece surface.
Das Verfahren wird vorteilhaft so durchgeführt, dass zum Erzeugen einer Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante nur ein einmaliges Einwirken des Laserstrahls auf das Werkstück notwendig ist und kein mehrfaches Bewegen des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie durchgeführt wird.The method is advantageously carried out in such a way that only a single action of the laser beam on the workpiece is necessary to produce a chamfer on the cutting edge on the workpiece part side and the laser beam does not have to be moved several times along the modification line.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ein oder mehrere Abschnitte des Schnittspalts erzeugt. Beispielsweise grenzen benachbarte Abschnitte des Schnittspalts an einen Steg, insbesondere Microjoint oder Nanojoint, an. Möglich ist jedoch auch, dass der Schnittspalt durch die Abschnitte sukzessiv verlängert wird. Eine Modifikation des Werkstücks erfolgt entlang der Modifikationslinie, wobei insbesondere dann, wenn der Laserstrahl auch quer zur Modifikationslinie bewegt wird, die Modifikation des Werkstücks in einer relativ breiten Modifikationszone erfolgt. Es versteht sich, dass sich die Modifikationszone auch entlang der Modifikationslinie erstreckt.In the method according to the invention, one or more sections of the kerf are produced. For example, adjacent sections of the kerf adjoin a web, in particular a microjoint or nanojoint. However, it is also possible for the cutting gap to be successively lengthened by the sections. A modification of the workpiece takes place along the modification line, in particular when the Laser beam is also moved transversely to the modification line, the modification of the workpiece takes place in a relatively wide modification zone. It goes without saying that the modification zone also extends along the modification line.
Wie die Erzeugung des Schnittspalts kann auch die Modifikation des Werkstücks (Erzeugung der Fase) abschnittsweise erfolgen, d.h. die Modifikation kann nacheinander, beispielsweise getrennt durch eine trennende Bearbeitung des Werkstücks, in mehreren Abschnitten erfolgen. Eine Modifikation des Werkstücks kann auch in einem Bereich des Werkstücks entlang der Modifikationslinie erfolgen, der keinen Schnittspalt aufweist, insbesondere im Bereich eines oder mehrerer Stege.Like the creation of the kerf, the modification of the workpiece (creation of the chamfer) can also take place in sections, i.e. the modification can take place in several sections one after the other, for example separately by machining the workpiece separately. The workpiece can also be modified in a region of the workpiece along the modification line that does not have a kerf, in particular in the region of one or more webs.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens zwei Abschnitte, vorzugsweise mehrere Abschnitte, des Schnittspalts erzeugt. Die trennende Bearbeitung des Werkstücks wird somit wenigstens einmal unterbrochen, wobei vorzugsweise wenigstens ein Steg zwischen Werkstückteil und Restwerkstück verbleibt. Bevorzugt weist ein zuletzt erzeugter Abschnitt des Schnittspalts eine sich entlang der Schnittlinie bemessende Länge auf, die kleiner ist als die jeweilige Länge eines jeden anderen zuvor erzeugten Abschnitts des Schnittspalts. Beispielsweise nehmen die Längen der aufeinanderfolgend erzeugten Abschnitte des Schnittspalts, von einem Freischneidpunkt des Werkstückteils aus betrachtet, entgegen der Erzeugungsrichtung des Schnittspalts nicht ab. Da eine Modifikation des Werkstücks (d.h. Erzeugung der Fase) nur dann erfolgt, wenn das Werkstückteil noch mit dem Werkstück fest verbunden ist, kann durch diese Maßnahme in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Werkstück entlang eines möglichst großen Teils der Schnittlinie modifiziert werden kann. Ein nicht modifizierter Teil des Werkstücks, mit dem das teilweise ausgeschnittene Werkstückteil noch mit dem Werkstück verbunden ist, ist somit klein im Vergleich zum modifizierten Teil. Alternativ wird das Werkstück auch dort entlang der Modifikationslinie modifiziert, wo sich kein Schnittspalt befindet.According to one embodiment of the method according to the invention, at least two sections, preferably several sections, of the cutting gap are produced. The separating processing of the workpiece is thus interrupted at least once, with at least one web preferably remaining between the workpiece part and the remaining workpiece. A section of the incision gap produced last preferably has a length measured along the cutting line that is smaller than the respective length of any other previously produced section of the incision gap. For example, the lengths of the successively generated sections of the kerf, as viewed from a free-cutting point of the workpiece part, do not decrease counter to the direction in which the kerf is generated. Since the workpiece is only modified (i.e. the chamfer is created) if the workpiece part is still firmly connected to the workpiece, this measure can be used in a particularly advantageous manner to allow the workpiece to be modified along as large a part of the cutting line as possible . Thus, an unmodified part of the workpiece, with which the partially cut-out workpiece part is still connected to the workpiece, is small compared to the modified part. Alternatively, the workpiece is also modified along the modification line where there is no kerf.
Eine Modifikation des Werkstücks (d.h. Erzeugung der Fase) kann in einem Bereich erfolgen, der die werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthält, wobei es gleichermaßen möglich ist, dass die werkstückteilseitige Schnittkante nicht enthalten ist. Beispielsweise erfolgt eine erstmalige Modifikation des Werkstücks in einer Modifikationszone, welche die werkstückteilseitige Schnittkante enthält und jede weitere Modifikation enthält diese Schnittkante nicht mehr. Bei der Erzeugung einer Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante kann bei einer der erstmaligen Modifikation nachfolgenden Modifikation der Laserstrahl in Richtung weg von der werkstückteilseitigen Schnittkante weiter in das Werkstückteil hinein versetzt werden, beispielsweise um die Fase zu verbreitern. Bei einer mehrmaligen Modifikation kann eine Modifikationszone einer nachfolgenden Modifikation wenigstens teilweise eine Modifikationszone einer vorangehenden Modifikation enthalten.A modification of the workpiece (i.e. creation of the chamfer) can take place in an area that contains the workpiece-side cutting edge of the kerf, it being equally possible that the workpiece-side cutting edge is not included. For example, the workpiece is modified for the first time in a modification zone that contains the cutting edge on the part of the workpiece, and each further modification no longer contains this cutting edge. When generating a chamfer on the cutting edge on the workpiece part, in a modification subsequent to the first modification, the laser beam can be displaced further into the workpiece part in the direction away from the cutting edge on the workpiece part, for example to widen the chamfer. In the case of a multiple modification, a modification zone of a subsequent modification can at least partially contain a modification zone of a preceding modification.
Gemäß einer Ausgestaltung beträgt der Abstand der Modifikationslinie von der Schnittlinie maximal die halbe Spaltbreite des Schnittspalts zuzüglich des Radius eines Strahlkegels des Laserstrahls an der Werkstückoberfläche. Möglich ist jedoch auch, dass der Abstand der Modifikationslinie von der Schnittlinie größer ist, beispielsweise bei einer mehrstufigen Herstellung der Fase, bei der die Modifikationslinie bei einer nachfolgenden Modifikation weiter weg vom Schnittspalt angeordnet ist als die Modifikationslinie einer vorhergehenden Modifikation. Bei einer mehrstufigen Erzeugung der Fase enthält die Modifikationszone bei einer erstmaligen Modifikation zumindest die werkstückteilseitige Schnittkante, wobei die Modifikationszonen bei einer nachfolgenden Modifikation diese Schnittkante nicht mehr enthält.According to one embodiment, the distance between the modification line and the cutting line is at most half the gap width of the cutting gap plus the radius of a beam cone of the laser beam on the workpiece surface. However, it is also possible that the distance between the modification line and the cutting line is greater, for example in the case of multi-stage production of the bevel, in which the modification line in a subsequent modification is arranged further away from the cutting gap than the modification line in a preceding modification. In the case of a multi-stage generation of the chamfer, the modification zone contains at least the cutting edge on the workpiece part side in the case of a first modification, with the modification zones no longer containing this cutting edge in the case of a subsequent modification.
Vorteilhaft wird die Streckenenergie des Laserstrahls ausschließlich durch Ändern des senkrechten Abstands der Düse von der Werkstückoberfläche geändert. Beispielsweise beträgt die Streckenenergie bei der Erzeugung der Fase weniger als 50%, weniger als 40%, weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10% oder weniger als 1 % der Streckenenergie beim Trennvorgang. Vorzugsweise beträgt der Strahldurchmesser auf dem Werkstück bei der Erzeugung der Fase weniger als 50%, weniger als 40%, weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10% oder sogar weniger als 1 % des Strahldurchmessers beim Trennvorgang. In derzeit gängigen Laserschneidvorrichtungen beträgt der Strahldurchmesser auf dem Werkstück bei der trennenden Bearbeitung typischer Weise 1/10 bis 5/10 mm. Zum Erzeugen einer Fase durch einen Laserstrahl beträgt der Strahldurchmesser auf dem Werkstück vorzugsweise mindestens 1,5 mm und liegt beispielsweise im Bereich von 3 bis 25 mm.Advantageously, the line energy of the laser beam is changed solely by changing the vertical distance of the nozzle from the workpiece surface. For example, the energy per unit area when creating the bevel is less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10% or less than 1% of the energy per unit area during the cutting process. Preferably, the beam diameter on the workpiece when creating the bevel is less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10% or even less than 1% of the beam diameter during the cutting process. In current laser cutting devices, the beam diameter on the workpiece during cutting is typically 1/10 to 5/10 mm. To create a chamfer using a laser beam, the beam diameter on the workpiece is preferably at least 1.5 mm and is, for example, in the range from 3 to 25 mm.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Erzeugung der Fase die Streckenenergie des Laserstrahls auf dem Werkstück verändert. Durch diese Maßnahme können Tiefe und/oder Form der Fase gezielt eingestellt werden.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the path energy of the laser beam on the workpiece is changed during the production of the bevel. This measure allows the depth and/or shape of the bevel to be adjusted in a targeted manner.
Typischer Weise ist die Strahlachse des Laserstrahls sowohl in Stufe I als auch in Stufe II stets senkrecht zur ebenen Werkstückauflage bzw. senkrecht zur Ebene der bestrahlten oberen Werkstückoberfläche gerichtet, d.h. der Winkel zwischen Strahlachse und Werkstückauflage beträgt 90°. Dies bringt steuerungstechnische Vorteile mit sich. Zudem können Kosten für die technische Umsetzung einer entsprechenden Verschwenkbarkeit des Laserstrahls relativ zur Ebene der Werkstückauflage eingespart werden. Denkbar ist jedoch auch, dass die Strahlachse beim Bestrahlen des Werkstücks verändert wird, wobei die Strahlachse zumindest zeitweilig einen von 90° verschiedenen Winkel zur Werkstückauflage bzw. zur Ebene der bestrahlten oberen Werkstückoberfläche einnimmt. Die Ausrichtung des Laserstrahls kann durch eine Verschwenkbarkeit des Laserbearbeitungskopfs (mechanisch) und/oder eine Verschwenkbarkeit des Laserstrahls (optisch) erreicht werden. Beispielsweise kann durch ein Verschwenken des Laserstrahls während der Erzeugung der Faser ein größerer Bereich des Werkstücks überstrichen werden, was vorteilhaft sein kann.Typically, the beam axis of the laser beam is always directed perpendicularly to the flat workpiece support or perpendicular to the plane of the irradiated upper workpiece surface in both stage I and stage II, ie the angle between the beam axis and the workpiece support is 90°. This brings control-technical advantages with it. In addition, costs for the technical implementation of a corresponding pivotability of the laser beam relative to the plane of the workpiece support can be saved. However, it is also conceivable for the beam axis to be changed when the workpiece is irradiated, with the beam axis at least temporarily assuming an angle other than 90° to the workpiece support or to the plane of the irradiated upper workpiece surface. The laser beam can be aligned by pivoting the laser processing head (mechanically) and/or by pivoting the laser beam (optically). For example, by pivoting the laser beam while the fiber is being produced, a larger area of the workpiece can be covered, which can be advantageous.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem von einem Laserbearbeitungskopf geführten Laserstrahl zur Laserbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks, welche eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung/Regelung der Laserbearbeitung des Werkstücks aufweist, welche zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrenes (programmtechnisch) eingerichtet ist.The invention also extends to a laser processing device with a laser beam guided by a laser processing head for laser processing a plate-shaped or tubular workpiece, which has an electronic control device for controlling/regulating the laser processing of the workpiece, which is set up (in terms of programming) to carry out the method according to the invention described above is.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf einen Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Laserbearbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen.Furthermore, the invention extends to a program code for an electronic control device suitable for data processing for such a laser processing device, which contains control commands that cause the control device to carry out the method according to the invention.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt (Speichermedium) mit einem gespeicherten Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Laserbearbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen.The invention also extends to a computer program product (storage medium) with a stored program code for an electronic control device suitable for data processing for such a laser machining device, which contains control commands that cause the control device to carry out the method according to the invention.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Ausgestaltungen der Erfindung in Alleinstellung oder in beliebiger Kombination einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the above-mentioned configurations of the invention can be used alone or in any combination without departing from the scope of the present invention.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Laserbearbeitungsvorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Laserstrahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks; -
2-16 anhand schematischer Darstellungen die Durchführung von Schritt a) von Stufe I und Stufe II eines beispielhaften Verfahrens zur Laserbearbeitung eines Werkstücks; -
17-18 anhand schematischer Darstellungen die Durchführung von Schritt a) von Stufe I und Stufe II eines beispielhaften Verfahrens zur Laserbearbeitung eines Werkstücks; -
19-22 verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen einer nicht-geradlinigen Bewegung des Laserstrahls entlang der Modifikationslinie in Stufe II; -
23-24 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Erzeugung einer Fase in Stufe II; -
25-26 weitere schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Erzeugung einer Fase in Stufe II und das Austreiben von Schmelze; -
27-29 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung von Schritt b) von Stufe I anhand von Anwendungsbeispielen; -
30-31 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung von Schritt b) von Stufe I an einem Werkstückteil; -
32 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 a schematic representation of an exemplary laser processing device for carrying out the method according to the invention for laser beam processing of a plate-shaped or tubular workpiece; -
2-16 on the basis of schematic representations, the implementation of step a) of stage I and stage II of an exemplary method for laser machining a workpiece; -
17-18 on the basis of schematic representations, the implementation of step a) of stage I and stage II of an exemplary method for laser machining a workpiece; -
19-22 various example configurations of non-rectilinear movement of the laser beam along the modification line in stage II; -
23-24 schematic representations to illustrate the production of a bevel in stage II; -
25-26 further schematic representations to illustrate the production of a bevel in stage II and the expulsion of melt; -
27-29 schematic representations to illustrate step b) of stage I based on application examples; -
30-31 schematic representations to illustrate step b) of stage I on a workpiece part; -
32 a flowchart of the method according to the invention.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Sei zunächst
Die Werkstückauflage 5 wird von einem Querträger 6 überspannt, der entlang einer ersten Achsrichtung (x-Richtung) verfahrbar geführt ist. Am Querträger 6 ist ein Führungsschlitten 7 für den Laserbearbeitungskopf 3 montiert, der am Querträger 6 entlang einer zur ersten Achsrichtung senkrechten zweiten Achsrichtung (y-Richtung) verfahrbar geführt ist. Der Laserbearbeitungskopf 3 kann somit in einer durch die beiden Achsrichtungen (x-, y-Richtung) aufgespannten Ebene parallel und relativ zur beispielsweise horizontalen Werkstückauflage 5 verfahren werden. Der Laserbearbeitungskopf 3 ist weiterhin in einer, zur ersten und zweiten Achsrichtung senkrechten, dritten Achsrichtung (z-Richtung) höhenverfahrbar ausgebildet, wodurch der Abstand senkrecht zur Werkstückauflage 5 bzw. Werkstück 9 verändert werden kann. Bei einer horizontalen Werkstückauflage 5 entspricht die z-Richtung der Schwerkraftrichtung.The workpiece support 5 is spanned by a
Der Laserbearbeitungskopf 3 weist auf seiner der Werkstückauflage 5 zugewandten Seite eine sich zur Werkstückauflage 5 hin kegelförmig verjüngende Düse 13 auf. Der Laserbearbeitungskopf 3 dient zum Führen eines Laserstrahls 16 (siehe z.B.
Das Werkstück 9 weist zwei einander gegenüberliegende Werkstückoberflächen 17, 20 auf (siehe z.B.
Der Prozessgasstrahl 25 dient dazu, die Schmelze aus der Schnittfuge zu treiben. Das Prozessgas wird von einer nicht dargestellten Gasstrahlerzeugungseinrichtung erzeugt. Als inertes Arbeitsgas wird beispielsweise Helium (He), Argon (Ar) oder Stickstoff (N2) eingesetzt. Als reaktives Arbeitsgas wird üblicherweise Sauerstoff (O2) verwendet. Bekannt ist auch die Verwendung von Gasgemischen. Das Prozessgas weist innerhalb des Laserbearbeitungskopfs 3 einen vorgegebenen Prozessgasdruck (Kesseldruck) auf, tritt mit diesem Druck aus der Düse 13 aus und wird koaxial zum Laserstrahl 16 an die Bearbeitungsstelle geführt.The
Wie in
Eine programmgesteuerte Steuereinrichtung 12 dient zur Steuerung/Regelung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Laserbearbeitung des Werkstücks 9 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1.A program-controlled
Im Weiteren erfolgt eine Beschreibung des zweistufigen Verfahrens der vorliegenden Erfindung, bei dem in einer ersten Stufe (Stufe I) in einem Schritt a) ein Abschnitt eines Schnittspalts und in einem Schritt b) mindestens eine lokale Ausnehmung des Schnittspalts im Restwerkstück erzeugt werden, sowie in einer zweite Stufe (Stufe II) durch Modifikation des Werkstücks eine Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante des Schnittspalts erzeugt wird. Zunächst erfolgt eine Beschreibung von Schritt a) von Stufe I zur Erzeugung des Schnittspalts und der Verfahrensschritt von Stufe II zur Erzeugung der Fase. Anschließend wird Schritt b) von Stufe I, d.h. die Erzeugung mindestens einer lokalen Ausnehmung des Schnittspalts, beschrieben.The following is a description of the two-stage method of the present invention, in which in a first stage (stage I) in a step a) a section of a kerf and in a step b) at least one local recess of the kerf in the remaining workpiece are generated, as well as in in a second stage (stage II), a chamfer is produced on the cutting edge of the cutting gap on the workpiece part side by modifying the workpiece. First, a description will be given of step a) of Stage I to create the kerf and the process step of Stage II to create the bevel. Step b) of stage I, i.e. the creation of at least one local recess of the kerf, is then described.
Es wird nun Bezug auf die
Sei zunächst
In
In
Wie in
Wie in
In
Wie in
In
Wie in
In
Wie in
In
Wie in
In
Wie in
In
Der Laserstrahl 16 wird nun abgeschaltet und der Laserbearbeitungskopf 3 wird in eine Position über der Modifikationsposition D' der Modifikationslinie 18 für die folgende Modifikation verfahren.The
Wie in
In
Wie in
Bei allen trennenden Bearbeitungen hat der Laserstrahl 16 eine Streckenenergie, die so bemessen ist, dass das Werkstück 9 durchtrennt wird, d.h. der Laserstrahl 16 ist im trennenden Modus. Bei allen Modifikationen hat der Laserstrahl 16 eine Streckenenergie, die so bemessen ist, dass das Werkstück 9 weder fügend noch trennend bearbeitet wird, d.h. der Laserstrahl 16 ist im nicht-trennenden Modus. Die Strahlachse des Laserstrahls 16 ist beispielsweise achsparallel zur konischen Düse 13 und trifft senkrecht auf das Werkstück 9. Bei allen trennenden Bearbeitungen sowie bei allen Modifikationen wird der Laserstrahl 16 mit einer unveränderten senkrechten Ausrichtung seiner Strahlachse relativ zur oberen Werkstückoberfläche 17 auf die obere Werkstückoberfläche 17 gerichtet.In all separating processing, the
Die Modifikationen können in vielfältiger Weise variiert werden. Beispielsweise könnten die Modifikationspositionen auch so positioniert sein, dass das Werkstück 9 nur entlang eines Teils des jeweiligen Abschnitts 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 oder eines Teils des jeweiligen Abschnitts 15-1 bis 15-5 des Schnittspalts 15 modifiziert wird, d.h. die jeweiligen Abschnitte 22-1 bis 22-4 der Modifikationszone 22 erstrecken sich nicht über die komplette Länge der zugehörigen Abschnitte 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 oder nicht über die komplette Länge der zugehörigen Abschnitte 15-1 bis 15-5 des Schnittspalts 15. Beispielsweise könnte die Richtung zur Erzeugung der Modifikation auch entgegengesetzt zur Richtung der Erzeugung des Schnittspalts 15 sein.The modifications can be varied in many ways. For example, the modification positions could also be positioned such that the workpiece 9 is modified only along a part of the respective section 14-1 to 14-5 of the cutting
Wie insbesondere aus
Im Hinblick auf eine vollständige Modifikation des Werkstückteils 11 ist die nachfolgende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft. Hierbei wird nach dem Modifizieren des Werkstücks 9 im vierten Abschnitt 22-4 der Modifikationszone 22, jedoch noch vor dem Erzeugen des fünften Abschnitts 15-5 des Schnittspalts 15, also vor dem Freischneiden des Werkstückteils 11, eine Modifikation des Werkstücks 9 entlang eines fünften Abschnitts 14-5 der Schnittlinie 14 zwischen den Modifikationspositionen E' und A' durchgeführt. Dies ist anhand einer Einfügung in
Es versteht sich, dass die Anzahl der Abschnitte 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 bzw. der Abschnitte 15-1 bis 15-5 des Schnittspalts 15 in den Ausgestaltungen der
Anhand der
Wie in
Wie in
Nach Modifikation des Werkstücks 9 zum Erzeugen einer Fase 21 werden die Stege 23 durchtrennt, beispielsweise mittels des Laserstrahls 16 oder manuell und das Werkstückteil 11 wird vom Restwerkstück 10 entfernt. Denkbar ist auch, dass schon durch die Modifikation des Werkstücks 9 im Bereich der Stege 23 die Stege 23 durchtrennt werden, so dass durch die Modifikation gleichzeitig ein Freischneiden des Werkstückteils 11 erfolgt. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Stege 23 als Nanojoints mit verringerter Höhe ausgebildet sind.After the workpiece 9 has been modified to produce a
Bei der Erzeugung des Schnittspalts 15 wird der Laserstrahl 16 stets geradlinig entlang der Schnittlinie 14 (Kontur) des Werkstückteils 11 geführt. Bei der Modifikation des Werkstücks 9 wird der Laserstrahl 16 geradlinig oder nicht-geradlinig entlang der Modifikationslinie 18 geführt. Insbesondere kann der Laserstrahl 16 bei der Modifikation des Werkstücks 9 auch Bewegungskomponenten quer (senkrecht) zur Modifikationslinie 18 haben, wobei einer Primärbewegung eine Sekundärbewegung überlagert ist. Dies ist anhand der
In den
In
In den
In den
Besonders vorteilhaft wird der Laserstrahl 16 bei der Erzeugung der Fase 21 entlang der Schnittlinie 14 mäandrierend oder entlang reihenförmig angeordneter Kreise oder Ellipsen bewegt, wie anhand der
In
Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß die Erzeugung von lokalen Ausnehmungen 27 des Schnittspalts 15 an der restwerkstückseitigen Schnittkante 19' des Schnittspalts vorgesehen, durch welche der Schnittspalt 15 vergrößert wird, so dass die Schmelze 26 dann besser ausgetrieben werden kann, was im Weiteren näher erläutert wird. Die Erzeugung derartiger lokaler Ausnehmungen 27 des Schnittspalts 15 entspricht Schritt b) von Stufe I des erfindungsgemäßen Verfahrens. Schritt a) von Stufe I und Stufe II können beispielsweise wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden.In order to avoid this, the invention provides for the creation of
Seien zunächst die
In
Die Erzeugung der Fase 21 in den gekrümmten Eckbereichen 28 ist anhand von zwei Eckbereichen veranschaulicht (hier die beiden oberen Eckbereiche 28). Für die Erzeugung der Fase 21 wird der Laserbearbeitungskopf 3 beispielsweise im Uhrzeigersinn verfahren. Der Schnittspalt 15 wird abschnittsweise erzeugt, wobei jeweils ein Abschnitt des Schnittspalts 15 erzeugt wird, der einen gekrümmten Eckbereich 28 enthält. Dies ist in
Die Erzeugung der lokalen Ausnehmung 27 an einem gekrümmten Eckbereich 28 kann vor, nach oder auch während der Erzeugung des den Eckbereich 28 enthaltenden Abschnitts des Schnittspalts 15 erfolgen. Die lokalen Ausnehmungen 27 werden mit dem Laserstrahl 16 im trennenden Modus erzeugt.The creation of the
Beispielsweise wird die lokale Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15 in einem gekrümmten Eckbereich 28 nach dem Erzeugen des den Eckbereich 28 enthaltenden Abschnitts des Schnittspalts 15 erzeugt. Hierbei wird zunächst der Abschnitt des Schnittspalts 15 erzeugt, in dem der Eckbereich 28 enthalten ist, gefolgt von dem Erzeugen der lokalen Ausnehmung 27 im Eckbereich 28, wobei die Verfahrbewegung des Laserbearbeitungskopfs 3 entlang der Schnittlinie 14 zum Erzeugen des Schnittspalts 15 wenigstens einmal unterbrochen wird. Beispielsweise wird der Laserstrahl 16 nach Erzeugen eines Abschnitts des Schnittspalts 15 abgeschaltet, der Laserbearbeitungskopf 3 in eine entsprechende Position zum Erzeugen der lokalen Ausnehmung 27 zurückverfahren, der Laserstrahl 16 wieder angeschaltet und die Schnittspaltverbreiterung mit einer selben Verfahrrichtung des Laserbearbeitungskopfs 3 wie zum Erzeugen des Abschnitts des Schnittspalts 15 erzeugt. Möglich wäre aber auch, dass der Laserbearbeitungskopf 3 zum Erzeugen der lokalen Ausnehmung 27 entgegen der vorherigen Verfahrrichtung zum Erzeugen des Abschnitts des Schnittspalts 15 verfahren wird. Die lokale Ausnehmung 27 kann auch vor der Erzeugung des Abschnitts des Schnittspalts 15 erzeugt werden.For example, the
Um die in Form einer Schnittspaltverbreiterung ausgebildete lokale Ausnehmung 27 zu erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn der Laserbearbeitungskopf 3 bzw. Laserstrahl 16 parallel und äquidistant zur Schnittlinie 14 versetzt verfahren wird. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine äquidistante Versetzung des Laserstrahls um die 1,5-fache Strahlbreite auf dem Werkstück 9 möglich ist, um den Schnittspalt 15 zu verbreitern, ohne ein Abfallteil aus dem Restwerkstück 10 auszuschneiden. Vorzugsweise wird der Laserstrahl um maximal die 1 ,5-fache Strahlbreite auf dem Werkstück 9, insbesondere maximal 1-fache Strahlbreite auf dem Werkstück 9, äquidistant zur Schnittlinie 14 in Richtung Restwerkstück 10 versetzt. Beispielsweise wird der Laserstrahl 16 um die 0,5-fache Strahlbreite auf dem Werkstück 9 äquidistant zur Schnittlinie 14 in Richtung Restwerkstück 10 versetzt. Die vergrößerte Breite des Schnittspalts 15 im Bereich der Schnittspaltverbreiterung beträgt dann das 1,5-fache der nicht-vergrößerten Breite des Schnittspalts 15. Die Schnittspaltverbreiterung kann hierbei erzeugt werden, ohne dass ein Abfallteil aus dem Restwerkstück 10 ausgeschnitten wird. Möglich ist jedoch auch, dass die Erzeugung der Schnittspaltverbreiterung mit dem Ausschneiden eines Abfallteils aus dem Restwerkstück 10 einhergeht. Der Laserstrahl 16 ist hierbei mit einem entsprechend großen äquidistanten Abstand von der Schnittlinie 14 zu verfahren.In order to produce the
Nach dem Erzeugen der lokalen Ausnehmung 27 an einem gekrümmten Eckbereich 28 wird die Fase 21 erzeugt, wobei die beim Erzeugen der Fase 21 entstehende Schmelze, welche nach hinten und unten geschleudert wird, durch den verbreiterten Schnittspalt 15 hinreichend schnell ausgetrieben werden kann, ohne die Gefahr, dass ein Rückstau entsteht und sich Schmelze 26 an der oberen Werkstückoberfläche 17 ablagert.After the creation of the
Die vier gekrümmten Eckbereiche 28 der in
Die Fase 21 kann an der werkstückteilseitigen Schnittkante erzeugt werden, indem der Laserbearbeitungskopf 3 bzw. Laserstrahl 16 in einer Richtung entlang einer Modifikationslinie (nicht gezeigt in
Denkbar wäre auch, dass die lokale Ausnehmung 27 an einem gekrümmten Eckbereich 28 während der Erzeugung des Schnittspalts 15 erzeugt wird. Dies ist durch eine Änderung (d.h. Vergrößerung) der Strahlbreite des Laserstrahls 16 auf dem Werkstück möglich, wobei sich der Laserstrahl 16 weiterhin im trennenden Modus befindet. Die Verfahrbewegung des Laserbearbeitungskopfs 3 bzw. Laserstrahls 16 entlang der Schnittlinie 14 muss hierbei nicht unterbrochen werden, sondern lediglich die Strahlbreite des Laserstrahls 16 im Bereich der zu erzeugenden lokalen Ausnehmung 27 vergrößert werden. In diesem Fall wird die lokale Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15 nicht nur im Restwerkstück 11 sondern auch im Werkstückteil 10 (Gutteil) erzeugt.It would also be conceivable for the
In
Um dies zu vermeiden, werden jeweils in Verlängerung zu einem Eckschenkel 30, 30' im Restwerkstück 11 lokale Ausnehmungen 27 durch den Laserstrahl im trennenden Modus ausgeschnitten. Die lokalen Ausnehmungen 27 werden jeweils erzeugt, indem ein Abfallteil aus dem Restwerkstück 11 ausgeschnitten wird, hierbeispielsweise ein kreis- bzw. scheibenförmiger Butzen, wobei es sich versteht, dass das Abfallteil auch eine beliebige andere Form haben kann. Jede lokale Ausnehmung 27 öffnet sich in den Schnittspalt 15 an der Ecke 31.In order to avoid this,
Für die Erzeugung der Fase 21 im spitzen Eckbereich 29 wird der Laserbearbeitungskopf 3 bzw. Laserstrahl 16, jeweils ausgehend von der einen Eckschenkel 30, 30' verlängernden lokalen Ausnehmung 27, den Eckschenkel 30, 30' entlang verfahren, d.h. die Fase 21 wird im spitzen Eckbereich 29, ausgehend von der spitzen Ecke 31, mit zwei verschieden gerichteten Primärbewegungen des Laserbearbeitungskopfs 3 bzw. Laserstrahls 16 erzeugt, wie dies in
Die in
Die anhand von
Anhand von
In einer Abwandlung stellt der Startpunkt 36 der Fase 21 auch den Beginn des Schnittspalts 15 dar. In diesem Anwendungsfall befindet dann kein Schnittspalt im zweiten Schnittspaltbereich 33'. Auch in diesem Fall besteht die Gefahr, dass die beim Erzeugen der Fase 21 entstehende Schmelze nicht hinreichend schnell durch den Schnittspalt 15 befördert werden kann, da die Schmelze 26 auch nach hinten geschleudert wird, wo sich kein Schnittspalt befindet. Analog zum vorherigen Anwendungsfall wird eine lokale Ausnehmung 27 am Beginn des ersten Schnittspaltbereichs 32 erzeugt, durch welche die beim Erzeugen der tieferen und/oder breiteren Fase 21 entstehende Schmelze 26 schnell und effizient ausgetrieben werden kann.In a modification, the
In einer weiteren Abwandlung soll eine Fase 21 mit einer größeren Tiefe und/oder größeren Breite im ersten Schnittspaltbereich 32 erzeugt werden, als im in Bewegungsrichtung hinteren zweiten Schnittspaltbereich 33'. Demnach besteht im ersten Schnittspaltbereich 32 die Gefahr, dass Schmelze beim Erzeugen der tieferen und/oder breiteren Fase 21 an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 nicht hinreichend schnell durch den Schnittspalt 15 ausgetrieben werden kann. Analog zum vorherigen Anwendungsfall wird eine lokale Ausnehmung 27 am Beginn des ersten Schnittspaltbereichs 32 erzeugt, durch welche die beim Erzeugen der tieferen und/oder breiteren Fase 21 entstehende Schmelze 26 schnell und effizient ausgetrieben werden kann.In a further modification, a
Im Weiteren wird anhand der
Die Eckbereiche werden zum Zwecke einer leichteren Bezugnahme mit den Buchstaben A bis G bezeichnet. Ausgehend von einem in
Beispiel:Example:
Es wird eine Fase an einem gekrümmten Eckbereich, wie in
Zunächst wird ein Abschnitt des Schnittspalts erzeugt, wobei der gekrümmte Eckbereich darin enthalten ist. Als Prozessgas dient Sauerstoff. Der Schnittspalt wird mit einer Breite von 0,62 mm erzeugt. Im nächsten Schritt wird der Schnittspalt um das 1 ,5-fache verbreitert. Dafür wird am gekrümmten Eckbereich ein zweiter Schnitt erzeugt mit einem 0,5-fachen Überlapp zum ersten Schnitt. Der verbreiterte Schnittspalt am gekrümmten Eckbereich hat eine Breite von 0,93 mm. Als nächstes wird die Fase erzeugt. Im letzten Schritt wird mit einem Schnittspalt mit einer Breite von 0,16 mm die restliche Kontur freigeschnitten (der Konturteil an dem keine Fase vorhanden ist).First, a section of the kerf is created with the curved corner portion included therein. Oxygen is used as the process gas. The cutting gap is created with a width of 0.62 mm. In the next step, the cutting gap is widened by a factor of 1.5. For this purpose, a second cut is made in the curved corner area with a 0.5-fold overlap to the first cut. The widened cutting gap at the curved corner area has a width of 0.93 mm. Next, the chamfer is created. In the last step, the remaining contour is cut free with a kerf with a width of 0.16 mm (the contour part where there is no bevel).
Beispiel:Example:
Es wird eine Fase an einem gekrümmten Eckbereich, wie in
Zunächst wird ein Abschnitt des Schnittspalts erzeugt, wobei der gekrümmte Eckbereich darin enthalten ist. Als Prozessgas dient Sauerstoff. Der Schnittspalt wird mit einer Breite von 0,63 mm erzeugt. Im nächsten Schritt wird der Schnittspalt um das 1,5-fache verbreitert. Dafür wird am gekrümmten Eckbereich ein zweiter Schnitt erzeugt mit einem 0,5-fachen Überlapp zum ersten Schnitt. Der verbreiterte Schnittspalt am gekrümmten Eckbereich hat eine Breite von 0,95 mm. Als nächstes wird die Fase erzeugt. Im letzten Schritt wird mit einem Schnittspalt mit einer Breite von 0,16 mm die restliche Kontur freigeschnitten (der Konturteil an dem keine Fase vorhanden ist).First, a section of the kerf is created with the curved corner portion included therein. Oxygen is used as the process gas. The cutting gap is created with a width of 0.63 mm. In the next step, the cutting gap is widened by a factor of 1.5. For this purpose, a second cut is made in the curved corner area with a 0.5-fold overlap to the first cut. The widened cutting gap at the curved corner area has a width of 0.95 mm. Next, the chamfer is created. In the last step, the remaining contour is cut free with a kerf with a width of 0.16 mm (the contour part where there is no bevel).
In Figur 32 ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht: Stufe IA flow chart of the method according to the invention is illustrated in Figure 32: Stage I
- Schritt a) Schneiden eines Abschnitts 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5 eines Schnittspalts 15
mit dem Laserstrahl 16 entlang einerSchnittlinie 14 oder Schneiden eines geschlossenen Schnittspalts 15, wobei eine werkstückteilseitige Schnittkante 19am Werkstückteil 11 und eine restwerkstückseitige Schnittkante 19'am Restwerkstück 10 gebildet werden, und - Schritt b) Erzeugen mindestens einer lokalen Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15
im Restwerkstück 11durch den Laserstrahl 16, - Stufe II Erzeugen einer Fase 21 an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 an einer oberen Werkstückoberfläche 17 durch Bewegen des Laserstrahls 16 entlang einer
Modifikationslinie 18, währenddas Werkstückteil 11mit dem Restwerkstück 10 verbunden ist,
- (i) in Schritt a) von Stufe I
28, 29 des Schnittspalts 15 erzeugt wird, für den in Schritt b) von Stufe I eine lokale Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15mindestens ein Eckbereich im Restwerkstück 10 so erzeugt wird, dass die beim Erzeugen der Fase 21im Eckbereich 28entstehende Schmelze 26 durch den um die lokale Ausnehmung 27 erweiterten Schnittspalt 15 getrieben werden kann, und/oder - (ii) für die in Stufe
II erzeugte Fase 21am Startpunkt 36 der Erzeugung der Fase 21, der insbesondere am Schnittspaltbeginn 35 des Abschnitts 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5 des Schnittspalts 15 liegen kann, eine lokale Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15im Restwerkstück 10 so erzeugt wird, dass die beim Erzeugen der Fase 21entstehende Schmelze 26 durch den um die lokale Ausnehmung 27 erweiterten Schnittspalt 15 getrieben werden kann, und/oder - (iii) in Stufe II die
Fase 21 so ausgebildet wird, dass sie in mindestens einem ersten Schnittspaltbereich 32 eine größere Tiefe und/oder Breite aufweist als in einem unmittelbar angrenzenden zweiten Schnittspaltbereich 33, 33', wobei eine lokale Ausnehmung 27 des Schnittspalts 15im Restwerkstück 10 so erzeugt wird, dass die beim Erzeugen der Fase 21im ersten Schnittspaltbereich 32entstehende Schmelze 26 durch den um die lokale Ausnehmung 27 erweiterten Schnittspalt 15 getrieben werden kann.
- Step a) Cutting a section 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5 of a
kerf 15 with thelaser beam 16 along a cuttingline 14 or cutting aclosed kerf 15, with a workpiece-side cutting edge 19 on theworkpiece part 11 and a cutting edge 19' on the remaining workpiece side are formed on the remainingworkpiece 10, and - Step b) generating at least one
local recess 27 of the cuttinggap 15 in the remainingworkpiece 11 by thelaser beam 16, - Stage II Creation of a
chamfer 21 on thecutting edge 19 on the workpiece part side on anupper workpiece surface 17 by moving thelaser beam 16 along amodification line 18 while theworkpiece part 11 is connected to the remainingworkpiece 10,
- (i) in step a) of stage I at least one
28, 29 of thecorner region kerf 15 is produced for which in step b) of Stage I alocal recess 27 of thekerf 15 is produced in the remainingworkpiece 10 in such a way that themelt 26 produced in thecorner region 28 when thebevel 21 is produced is driven through thekerf 15 expanded by thelocal recess 27 can, and/or - (ii) for the
chamfer 21 produced in stage II at thestarting point 36 of the production of thechamfer 21, which is in particular at the start of the kerf 35 of the section 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5 of the kerf 15 alocal recess 27 of the cuttinggap 15 in the remainingworkpiece 10 is produced in such a way that themelt 26 produced when thebevel 21 is produced can be driven through the cuttinggap 15 expanded by thelocal recess 27, and/or - (iii) in stage II, the
bevel 21 is formed in such a way that it has a greater depth and/or width in at least afirst kerf area 32 than in an immediately adjacentsecond kerf area 33, 33', with alocal recess 27 of thekerf 15im Remaining workpiece 10 is produced in such a way that themelt 26 produced when thebevel 21 is produced in thefirst kerf region 32 can be driven through thekerf 15 expanded by thelocal recess 27 .
Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, stellt die Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Laserstrahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks zur Verfügung, bei dem das noch nicht freigeschnittene Werkstückteil entlang einer Modifikationslinie einer Modifikation durch den Laserstrahl unterzogen wird, wobei eine Fase an der werkstückteilseitigen Schnittkante erzeugt wird. Durch gezielt eingebrachte lokale Ausnehmungen des Schnittspalts kann die beim Erzeugen der Fase entstehende Schmelze auch dann ohne die Gefahr eines Rückstaus durch den vergrößerten Schnittspalt getrieben werden, wenn die Fase in relativ stark gekrümmten oder spitzen Eckbereichen erzeugt wird. Entsprechendes gilt, wenn die Fase am Schnittspaltbeginn erzeugt werden soll oder stellenweise eine größere Tiefe und/oder Breite aufweisen soll. Dies macht eine mechanische Nachbearbeitung des freigeschnittenen Werkstückteils verzichtbar, so dass die Herstellung von Werkstückteilen mit angefasten Schnittkanten einfacher, schneller und kostengünstiger erfolgen kann. Die Ausschussquote bei der Herstellung von Werkstückeilen mit angefasten Schnittkanten kann vermindert werden. Eine Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in bereits bestehenden Laserbearbeitungsvorrichtungen ist in einfacher Weise möglich, ohne hierfür aufwändige technische Maßnahmen vorsehen zu müssen. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Verfahren durch bloßen Eingriff in die Maschinensteuerung realisiert werden.As can be seen from the above description, the invention provides a novel method for laser beam machining of a plate-shaped or tubular workpiece, in which the workpiece part that has not yet been cut free is subjected to a modification by the laser beam along a modification line, with a chamfer being produced on the cutting edge on the workpiece part side becomes. Targeted local recesses in the kerf allow the melt produced when the chamfer is created to be driven through the enlarged kerf without the risk of backing up even if the chamfer is created in relatively strongly curved or pointed corner areas. The same applies if the chamfer is to be created at the start of the cutting gap or is to have a greater depth and/or width in places. This means that mechanical post-processing of the workpiece part that has been cut free can be dispensed with, so that workpiece parts with chamfered cutting edges can be produced more easily, more quickly and more cost-effectively. The scrap rate in the production of workpiece parts with chamfered cutting edges can be reduced. The method according to the invention can be implemented in a simple manner in already existing laser processing devices without having to provide complex technical measures for this purpose. Rather, the method according to the invention can be implemented simply by intervening in the machine control.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Laserbearbeitungsvorrichtunglaser processing device
- 22
- Laserschneideinrichtunglaser cutting device
- 33
- Laserbearbeitungskopflaser processing head
- 44
- Arbeitstischwork table
- 55
- Werkstückauflageworkpiece support
- 66
- Querträgercross member
- 77
- Führungsschlittenguide carriage
- 88th
- Laserstrahlquellelaser beam source
- 99
- Werkstückworkpiece
- 1010
- Restwerkstückrest workpiece
- 1111
- Werkstückteilworkpiece part
- 1212
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1313
- Düsejet
- 1414
- Schnittliniecutting line
- 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 14-514-1, 14-2, 14-3, 14-4, 14-5
- Abschnitt der Schnittliniesection of the cutting line
- 1515
- Schnittspaltkerf
- 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-515-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5
- Abschnitt des Schnittspaltssection of the kerf
- 1616
- Laserstrahllaser beam
- 1717
- obere Werkstückoberflächeupper workpiece surface
- 1818
- Modifikationsliniemodification line
- 19, 19'19, 19'
- Schnittkantecutting edge
- 2020
- untere Werkstückoberflächelower workpiece surface
- 2121
- Fasechamfer
- 2222
- ModifikationszoneModification Zone
- 22-1, 22-2, 22-3, 22-4, 22-4'22-1, 22-2, 22-3, 22-4, 22-4'
- Abschnitt der ModifikationszoneSection of Modification Zone
- 2323
- Stegweb
- 2424
- KreisCircle
- 2525
- Prozessgasstrahlprocess gas jet
- 2626
- Schmelzemelt
- 2727
- Ausnehmungrecess
- 2828
- gekrümmter Eckbereichcurved corner area
- 2929
- spitzer Eckbereichsharp corner area
- 30,30'30,30'
- Eckschenkelcorner leg
- 3131
- EckeCorner
- 3232
- erster Schnittspaltbereichfirst kerf area
- 33,33'33,33'
- zweiter Schnittspaltbereichsecond kerf area
- 3434
- Ausbuchtungbulge
- 3535
- Schnittspaltbeginnkerf start
- 3636
- Startpunkt für FasenerzeugungStarting point for chamfer creation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2020/173970 A1 [0004]WO 2020/173970 A1 [0004]
- WO 2019025327 A2 [0040]WO 2019025327 A2 [0040]
Claims (15)
Priority Applications (2)
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PCT/EP2022/078106 WO2023072568A1 (en) | 2021-10-25 | 2022-10-10 | Method for producing workpiece parts having chamfered cut edges |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102021005295.1A DE102021005295A1 (en) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | Process for the production of workpiece parts with chamfered cut edges |
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---|---|
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ID=84329837
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