DE3711470C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Körpers, insbesondere eines Fahrzeugmodells, der aus einer Vielzahl von Scheiben zusammengesetzt ist, deren Konturen durch materialabtragende Bearbeitung von Plattenwerkstoff mit einem Laserstrahl hergestellt werden.The invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional body, in particular a vehicle model, which is composed of a multitude of disks is, its contours through material-removing processing made of plate material with a laser beam will.

Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugmodellen für Windkanalversuche und Styling-Studien wird ein aufwendiges Fräsverfahren angewendet, um Modelle im Maßstab 1 : 1 aus Polystyrolblöcken herauszuarbeiten, die anschließend per Hand glattgeschliffen werden. Das Fräsverfahren ist nicht nur aufwendig, sondern die Herstellung eines Modells dauert auch vergleichsweise lange.In the manufacture of motor vehicle models for wind tunnel tests and styling studies becomes a complex milling process applied to 1: 1 scale models made of polystyrene blocks to work out, which is then smoothed by hand will. The milling process is not only complex, but it takes a comparatively long time to produce a model Long.

Aus der JP-DS "Patents Abstr. of Japan", 1986, Vol. 10/Nr. 323, M-531 ist es bekannt, eine dreidimensionale Steuerplatte herzustellen, die auf einer Welle angebracht wird. Die Steuerplatte besteht aus einer Vielzahl dünner Einzelplatten, die durch Schneiden mit einem Laser aus dünnem Plattenwerkstoff herausgeschnitten sind. Alle Platten haben dieselbe Form und werden deckungsgleich aneinandergelegt sowie durch Verbindungs­ teile zusammengehalten. Eine Laserbearbeitung der zusammengebauten dicken Steuerplatte ist nicht vorgesehen.From JP-DS "Patents Abstr. Of Japan", 1986, Vol. 10 / no. 323, M-531 it is known to be a three-dimensional control plate to manufacture, which is mounted on a shaft. The Control plate consists of a large number of thin individual plates, by cutting with a laser from thin sheet material are cut out. All plates have the same shape and are placed congruently together and by connection  parts held together. Laser processing of the assembled thick control plate is not provided.

Aus der US-PS 44 69 930 ist es bekannt, eine Laserschneidemaschine dreidimensional mit einem Rechner zu steuern. Für diese dreidimensionale Steuerung verwendet der Rechner ein zweidimensionales NC-Band sowie Daten, die er in der Richtung der dritten Achse durch Abtasten des Werkstücks erhält. Eine Bearbeitung eines aus Scheiben zusammengesetzten Körpers ist nicht beschrieben.From US-PS 44 69 930 it is known a laser cutting machine to control three-dimensionally with a computer. For the computer uses this three-dimensional control two-dimensional NC tape as well as data it in the direction the third axis by scanning the workpiece. A Machining a body composed of disks is not described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der aus Scheiben zusammengesetzte Körper schnell und kostengünstig hergestellt werden kann.The invention has for its object a method to improve the type mentioned so that the disc assembled body quickly and inexpensively can be.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Rechner ausgehend von einer festgelegten Modellform die Konturen der Scheiben unter Anpassung der Scheibenstärke an die Modellform berechnet, und daß aus dem Plattenwerkstoff unter Steuerung des Laserstrahls dem Berechnungsergebnis entsprechend Scheibenrohlinge hergestellt und zu einem Grobkonturmodell zusammengefügt werden, das danach erforderlichenfalls geglättet wird.This object is achieved by starting a computer the contours of the disks from a fixed model shape calculated by adapting the pane thickness to the model shape, and that from the plate material under the control of Laser blanks according to the calculation result disc blanks manufactured and assembled into a rough contour model be smoothed afterwards if necessary.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die dreidimensionalen Körper jeweils aus Scheiben zusammengesetzt, die Modellkonturen aufweisen. Dabei werden Scheibenrohlinge mittels Laserstrahls aus Plattenwerkstoff herausgeschnitten, was eine schnelle erste Annäherung an diejenigen Scheiben ermöglicht, welche die endgültigen Modellkonturen aufweisen sollen. Die Scheibenrohlinge werden zu einem Grobkonturmodell zusammengefügt, das danach geglättet wird. Die Glättung erfolgt von Hand und/oder mit Laserstrahlung. Eine Glättung von Hand kann ausreichen, wenn das Grobkonturmodell dem gewünschten endgültigen Modell möglichst genau angenähert werden konnte. Die Verwendung des Rechners ermöglicht die Nutzung der Vorteile elektronisch- bzw. rechnergestützter Fertigung. Der Rechner verwendet die festgelegte Modellform, die vom Rechner in Scheiben eingeteilt wird. Dabei berechnet der Rechner die Konturwerte der Modell­ form für die jeweiligen Scheibenstärken. Das Herstellungsverfahren des Körpers beginnt also damit, daß die Modellform in einem Rechner gespeichert wird. Es erfolgt dann eine Einteilung in Scheiben mit Hilfe eines Programms, mit dem beispielsweise die Konturgenauigkeit berücksichtigt wird. Dann werden mit diesem Programm auch die Konturwerte des Modells für die jeweiligen Scheibenstärken berechnet, um dementsprechend den Laserstrahl steuern zu können.In the method according to the invention, the three-dimensional The body is composed of disks, the model contours exhibit. Here, disc blanks are made using Laser beam cut out of plate material, what a allows quick first approach to those disks which should have the final model contours. The Disc blanks are assembled into a rough contour model, which is then smoothed out. The smoothing is done by hand and / or with laser radiation. Smoothing by hand can be enough if the rough contour model is the desired final one Model could be approximated as closely as possible. The usage of the computer enables the use of the advantages electronically or computer-aided manufacturing. The calculator uses the Specified model form, which the computer divides into slices becomes. The computer calculates the contour values of the model  shape for the respective pane thickness. The manufacturing process of the body begins with the model form in saved on a computer. A division then takes place sliced using a program that, for example the contour accuracy is taken into account. Then with this Program also the contour values of the model for the respective Slice thicknesses are calculated to match the laser beam to be able to control.

Das Verfahren wird so durchgeführt, daß der Laserstrahl senkrecht zum Plattenwerkstoff oder mit einer der Modellform angepaßten Neigung zum Plattenwerkstoff geführt ist. Die zum Plattenwerkstoff senkrechte Führung des Laserstrahls genügt, wenn der Scheibenrohling nur in geringem Maße genau sein soll oder die Modellkontur durch die senkrechte Strahlführung genügend genau angenähert wird. Durch eine der Modellform angepaßte Neigung des Laserstrahls zum Plattenwerkstoff lassen sich die Scheibenrohlinge noch genauer herstellen, insbesondere wenn die Scheibenkanten geneigt sind oder der Plattenwerkstoff verhältnismäßig dick ist.The process is carried out so that the laser beam perpendicular to the board material or with one of the model shapes adapted inclination to the plate material is performed. The guidance of the laser beam perpendicular to the plate material it is sufficient if the disc blank is only slightly accurate should be or the model contour by the vertical beam guidance is approximated sufficiently precisely. By one of the model form adapted inclination of the laser beam to the plate material the disc blanks can be manufactured even more precisely, in particular if the pane edges are inclined or the plate material is relatively thick.

Das Glätten des Grobkonturmodells mit Laserstrahlung erfolgt unter Verwendung der vom Rechner erfaßten Modellform. Eine Glättung mit Laserstrahlung erfolgt insbesondere, um verhältnismäßig grobe Konturen schnell zu verfeinern und ist für den Einsatz in automatischen bzw. gesteuerten Verfahren besonders geeignet.The coarse contour model is smoothed with laser radiation using the model shape captured by the computer. Smoothing with laser radiation takes place in particular in order to be proportionate to refine rough contours quickly and is for use in automatic or controlled processes in particular suitable.

Nach jedem Anfügen eines Scheibenrohlings erfolgt eine Erfassung der tatsächlichen Konturwerte und die Steuerung des Laserstrahls wird erforderlichenfalls entsprechend korrigiert. Infolgedessen können Toleranzen des Plattenwerkstoffs bzw. durch den Zusammenbau der Scheibenrohlinge Toleranzen berücksichtigt werden, um das Grobkonturmodell der gewünschten Modellform möglichst anzunähern.Each time a blank disc is added, it is recorded the actual contour values and the control of the laser beam will be corrected if necessary. As a result, tolerances of the plate material or by assembling the disc blanks tolerances are taken into account to determine the rough contour model of the desired To approximate the model shape as much as possible.

Als Konturwerte der Modellform werden die von den sich schneidenden Scheibenseitenflächen gebildeten Konturlinien ver­ wendet, wenn diese Konturlinien die Konturwerte der Scheibenkante genügend genau wiedergeben.The contour values of the model shape are those of the intersecting contour side lines formed ver  turns if these contour lines the contour values of the pane edge reproduce sufficiently accurately.

Das Verfahren wird vorteilhaft so durchgeführt, daß beim Glätten des Grobkonturmodells ein Abstandsmeßsystem zur Steuerung einer fokussierenden Optik und/oder ein Laser­ leistungsmeßsystem zur Steuerung der Leistung und/oder der Ein­ schaltdauer des Lasers verwendet werden. Damit kann das Glätten automatisiert werden, weil die gewünschte Modellform im Rechner gespeichert ist und infolgedessen zur Sollwertbildung herangezogen werden kann.The method is advantageously carried out so that Smoothing the rough contour model a distance measuring system for control focusing optics and / or a laser power measurement system for controlling the power and / or the on switching time of the laser can be used. This can be used for smoothing be automated because the desired model shape in the computer is saved and consequently used to generate the setpoint can be.

Das Zusammenfügen der Scheibenrohlinge erfolgt auf einander parallelen Fixierstäben einer mit einer Abstreifeinrichtung versehenen Montagebühne. Mit Hilfe dieser Montagebühne wird nicht nur das maßgerechte Zusammenfügen der Scheibenrohlinge erleichtert, sondern auch die Erfassung der tatsächlichen Konturwerte ausgehend von dieser Montagebühne.The disc blanks are joined together parallel fixing rods with a stripping device provided assembly platform. With the help of this assembly platform will not only be the accurate assembly of the disc blanks facilitated, but also capturing the actual Contour values based on this assembly platform.

Die Modellform wird vom Rechner in Teilbereiche aufgeteilt, in denen die Einteilung in Scheiben in zueinander unterschiedlichen Scheibenebenen erfolgt. Einzelne Bereiche eines Modells können infolgedessen mit geringerem Aufwand an Materialabtragung hergestellt werden.The model is divided into sections by the computer, in which the division into slices in different from each other Slice levels are done. Individual areas of a As a result, models can be removed with less material getting produced.

Als Plattenwerkstoff wird Kunststoff und/oder Metall verwendet. Der Kunststoff kann durch die Energie des Laserstrahls vergleichsweise leicht verdampft werden. Mit Metall können insbesondere scharfe Konturen maßgenau hergestellt werden. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Werkstoffe verwendet werden können, wie Keramiken oder Gläser, um konturgetreue Modelle oder Teile davon herzustellen.Plastic and / or metal is used as the plate material. The plastic can by the energy of the laser beam can be evaporated comparatively easily. With metal in particular sharp contours can be produced accurately. It however, it goes without saying that other materials are also used can, like ceramics or glasses, to conform models or parts of it.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Modellen, Anordnungen und Verfahrensabläufen erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated in the drawing Models, arrangements and procedures explained. It shows:

Fig. 1 ein Schema eines Verfahrensablaufs zum Herstellen eines Modells, Fig. 1 is a schematic of a process flow for producing a model,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Verfahrensablaufs der Fig. 1 unter Heranziehung von Modelldarstel­ lungen, Fig. 2 shows a detail of the process sequence of Fig. 1 by reference to the lungs of Modelldarstel,

Fig. 3 eine Darstellung zur Führung eines Laser­ strahls, Fig. 3 is an illustration for guiding a laser beam,

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Ver­ fahrens zur Modellglättung und Fig. 4 is an illustration for explaining a process for smoothing the model and

Fig. 5 ein Kraftfahrzeugmodell mit mehreren unter­ schiedlich geschichteten Teilbereichen. Fig. 5 shows a motor vehicle model with several sub-areas under different layers.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Fertigungsablauf ist ein Rechner 16 vorhanden, der Bestandteil eines so­ genannten CAD-Systems ist. Mit Hilfe dieses Systems bzw. eines Rechnerprogramms kann eine Modellformerstellung 30 erfolgen und die Modellform 18 kann gespeichert werden, vgl. Fig. 2. Mit Hilfe des Rechners 16 wird eine Fixpunkt­ erfassung 31 durchgeführt, von der aus die Modellform 18 in Scheiben 11 eingeteilt wird, wobei das Scheibenein­ teilen 32 die Gestaltungen der Modellform 18 berücksichtigt und der Rechner 16 gegebenenfalls lediglich Teilbereiche 27 berücksichtigt, vgl. Fig. 5.According to the manufacturing process shown in FIG. 1, a computer 16 is present, which is part of a so-called CAD system. Using this system or a computer program, a model form 30 can be created and the model form 18 can be saved, cf. Fig. 2. With the help of the computer 16 , a fixed point detection 31 is carried out, from which the model shape 18 is divided into slices 11 , the slice dividing 32 taking into account the designs of the model shape 18 and the computer 16 possibly taking only partial areas 27 into account, cf. . Fig. 5.

Nach dem Scheibeneinteilen 32 erfolgt das Ausschnei­ den 33 von Scheibenrohlingen 13 und danach ein Zusammen­ fügen von Scheibenrohlingen 13 zu einem Grobkonturmodell 15. Nach dem Zusammenfügen 34 der Scheibenrohlinge 13 er­ folgt eine Meßwertaufnahme 35 am Grobkonturmodell 15. Die erfaßten Konturwerte werden dem Rechner 16 eingegeben, der das Ausschneiden 33 eines weiteren Scheibenrohlings 13 entsprechend steuert.After slicing 32 , cutting out 33 of disc blanks 13 and then joining disc blanks 13 together to form a rough contour model 15 . After assembling 34 of the disc blanks 13 he follows a measurement 35 on the rough contour model 15th The detected contour values are entered into the computer 16 , which controls the cutting 33 of a further disk blank 13 accordingly.

Nach dem Fertigstellen des Grobkonturmodells 15 erfolgt eine Feinkonturherstellung 36 entweder durch ein Glätten 37 durch Abtragen mit dem Laserstrahl, oder eine Nachbe­ arbeitung 38 von Hand, mit Spachteln und Schleifen. After the completion of the rough contour model 15 , a fine contour production 36 is carried out either by smoothing 37 by ablation with the laser beam, or by post-processing 38 by hand with spatulas and loops.

Fig. 2 veranschaulicht die Verfahrensschritte 32 bis 35 unter Teildarstellung der dabei erforderlichen Gegen­ stände. Zum Scheibeneinteilen wird auf einem Bildschirm 39 des Rechners 16 die Modellform 18 dargestellt. Der den Frontbereich bildende Teilbereich 27 der Modellform 18 wird vom Scheibeneinteilen ausgeschlossen. Das Scheiben­ einteilen erfolgt ausgehend von dem Fixpunkt 31. An­ schließend an die Scheibeneinteilung 32 werden die Kon­ turwerte der Modellform 18 für die gewählte Stärke 17 der Scheibe 11 berechnet, wobei hier als Konturwerte die Konturlinien 21 dienen, welche gemäß Fig. 3 von den Scheibenseiten 19 und den Scheibenkanten 20 gebildet wer­ den. Dabei ist der Einfachheit der Darstellung halber in Fig. 2 angenommen, daß die beiden Konturlinien 21 deckungsgleich sind. Fig. 2 illustrates the process steps 32 to 35 with partial representation of the required items. The model form 18 is shown on a screen 39 of the computer 16 for dividing the panes. The partial area 27 of the model shape 18 forming the front area is excluded from the pane division. The slices are divided starting from the fixed point 31 . At closing of the disc arrangement 32 which con be turwerte the die 18 for the selected thickness 17 of the disk 11 is calculated, wherein serve here as contour values, the contour lines 21, which according to FIG. 3 of the disc sides 19 and the disc edges 20 formed who the. For the sake of simplicity of illustration, it is assumed in FIG. 2 that the two contour lines 21 are congruent.

Das Ausschneiden 33 eines Scheibenrohlings 13 er­ folgt gemäß Fig. 2 mit einem Laser 23, dessen Strahl 14 mit einer Bearbeitungsoptik 22 auf den Plattenwerkstoff 12 fokussiert wird. Zum Ausschneiden des Scheibenrohlings 13 wird ein rechnergesteuertes Mehrachs-Strahlführungs­ system verwendet, welches den Laserstrahl 14 so führt, daß er stets die Verbindungslinie zwischen zwei Kontur­ linien 21 bildet.The cutting 33 of a disk blank 13 is carried out according to FIG. 2 with a laser 23 , the beam 14 of which is focused on the plate material 12 with processing optics 22 . To cut the disc blank 13 , a computer-controlled multi-axis beam guidance system is used, which guides the laser beam 14 so that it always forms the connecting line between two contour lines 21 .

Fig. 3 zeigt eine zum Plattenwerkstoff 12 senkrechte Strahlführung, so daß sich eine zur Seitenfläche 19 senkrechte Schnittfuge mit entsprechend senkrechter Schnittkante 20 ergibt. Bei der des weiteren der Fig. 3 entnehmbaren Strahlführung mit Neigung zum Plattenwerkstoff 12 ergibt sich eine entsprechend geneigte Scheibenkante 20. Fig. 3 shows a perpendicular to the plate material 12 beam guidance, so that there is a vertical kerf to the side surface 19 with a correspondingly vertical cutting edge 20 . In the case of the beam guidance, which can also be seen in FIG. 3 and has an inclination to the plate material 12 , a correspondingly inclined pane edge 20 results.

Die ausgeschnittenen Scheibenrohlinge 13 werden zu einem Grobkonturmodell 15 zusammengesetzt, wozu eine Montagebühne 26 dient. Die Montagebühne hat einen Boden 40, eine Rückwand 41 und eine Abstreifeinrichtung 25. Es sind einander parallele Fixierstäbe 24 vorhanden, die parallel zum Boden 40 angeordnet sind und infolgedessen ein nacheinander erfolgendes Aufstecken der Scheibenroh­ linge 13 gestatten. Dabei erfolgt ein Zusammenfügen die­ ser Rohlinge 13 beispielsweise durch leichten Klemmsitz auf den Fixierstäben 24 oder durch Verkleben miteinander. Durch Scheibentoleranzen und/oder Klebmittelauftrag er­ gibt sich in Richtung der Fixierstäbe 24 ein etwas grö­ ßeres, als das berechnete Maß, so daß die infolgedessen vorhandene Ungenauigkeit durch die Erfassung 35 der tatsächlichen Konturwerte bzw. Konturlinien 21 vor dem Scheibeneinteilen 32 für einen weiteren Scheibenrohling 13 berücksichtigt werden muß. Nach der Fertigstellung des Grobkonturmodells 15 wird es mit der Abstreifeinrich­ tung 25 von den Fixierstäben 24 heruntergeschoben, falls sich nicht eine Feinkonturherstellung anschließt.The cut disc blanks 13 are assembled into a rough contour model 15 , for which an assembly platform 26 is used. The assembly platform has a floor 40 , a rear wall 41 and a stripping device 25 . There are mutually parallel fixing rods 24 , which are arranged parallel to the bottom 40 and consequently allow successive attachment of the disc blanks 13 . In this case, the blanks 13 are joined together, for example, by a slight press fit on the fixing rods 24 or by gluing to one another. Due to disc tolerances and / or adhesive application, there is a slightly larger dimension than the calculated dimension in the direction of the fixing rods 24 , so that the consequent inaccuracy due to the detection 35 of the actual contour values or contour lines 21 before the disc division 32 for a further disc blank 13 must be taken into account. After the completion of the coarse contour model 15 , it is pushed down with the stripping device 25 from the fixing rods 24 , unless a fine contour production follows.

Eine Feinkonturherstellung wird mit Fig. 4 erläutert. Dort ist die Außen- bzw. Grobkontur eines Teils 15′ des Grobkonturmodells 15 als Ist-Kontur bezeichnet, die es mit dem Laserstrahl 14 abzuarbeiten gilt, um die Soll-Kontur zu erreichen, also die Modellkontur einer Modellform 18. Hierzu wird die Energie des Lasers 23 mit einer Bearbei­ tungsoptik 22 auf das Teil 15′ bzw. das abzutragende Material fokussiert. Der Laserstrahl 14 hat dort die ge­ wünschte Energiedichte, um das abzutragende Material zu verdampfen.A fine contour production is explained with FIG. 4. There, the outer or coarse contour of a part 15 'of the coarse contour model 15 is referred to as the actual contour, which has to be processed with the laser beam 14 in order to achieve the desired contour, that is to say the model contour of a model form 18 . For this purpose, the energy of the laser 23 is focused with a processing optics 22 on the part 15 'or the material to be removed. The laser beam 14 there has the desired energy density to evaporate the material to be removed.

Der Laser 23 erzeugt einen gepulsten Laserstrahl 14, der mit einem Impuls oder einer bestimmten Anzahl von Impulsen eine Materialabtragung bis auf den Wert z MESS bewirkt hat. Dieser Wert bzw. der Abstand zwischen der Soll- und der Ist-Kontur wird mit einem Abstandsmeß­ system ermittelt und gemäß Fig. 4 in die Prozeßdaten­ verarbeitung 42 gegeben. Außerdem wirkt die Bearbeitungs­ optik 22 mit einem Laserleistungsmeßsystem zur Ermittlung derjenigen Laserleistung P L zusammen, mit der der Wert z MESS erreicht wurde. Auch der gemessene Laserleistungs­ wert wird in die Prozeßdatenverarbeitung 42 eingegeben. Außerdem wird die Prozeßdatenverarbeitung 42 mit den je­ weiligen Werten z SOLL versorgt, welche in Fig. 4 nur bei­ spielsweise zur Steuerung der Bearbeitungsoptik 22 in nur eine Richtung z dienen, tatsächlich aber sämtliche Werte betreffen, mit denen die Modellform 18 charakterisiert wird. Die in Fig. 4 dargestellte Vorgabe erfolgt mit dem Rechner 16, welcher der Prozeßdatenverarbeitung 42 alle zur Bearbeitung des Grobkonturmodells 15 erfor­ derlichen Daten übermittelt, gegebenenfalls alle erfor­ derlichen Daten zur Bearbeitung des Plattenwerkstoffs 12 schlechthin. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, daß Scheibenrohlinge 13 zu einem Grobkonturmodell 15 zu­ sammengefügt werden, sondern es ist auch möglich, daß ungeschnittener Plattenwerkstoff auf die Fixierstäbe 24 gegen das zuvor bereits erstellte Grobkonturmodellteil ge­ steckt wird und dann das Herausschneiden eines Scheibenroh­ lings 13 mittels Laserstrahls 14 erfolgt.The laser 23 generates a pulsed laser beam 14 which , with one pulse or a certain number of pulses, has caused material to be removed down to the value z MEAS . This value or the distance between the target and the actual contour is determined with a distance measuring system and given in FIG. 4 in the process data processing 42 . In addition, the processing optics 22 cooperate with a laser power measurement system to determine the laser power P L with which the value z MEAS was reached. The measured laser power value is also entered into the process data processing 42 . In addition, the process data processing 42 is supplied with the respective values z SHOULD , which in FIG. 4 only serve to control the processing optics 22 in only one direction z in FIG. 4, but actually concern all values with which the model shape 18 is characterized. The specification shown in FIG. 4 is carried out with the computer 16 , which transmits all the data required for processing the rough contour model 15 to the process data processing 42 , and possibly all the necessary data for processing the plate material 12 per se. For example, it is not necessary for disc blanks 13 to be joined together to form a rough contour model 15 , but it is also possible for uncut plate material to be inserted onto the fixing rods 24 against the rough contour model part which has already been created, and then to cut out a disc blank 13 by means of laser beam 14 he follows.

Der Rechner 16 gibt dem Laser 23 die Laserleistung P L vor, wie auch als weitere Betriebsgröße dessen Ein­ schaltdauer, bei einem gepulsten Laser 23 also Impuls­ länge und Impulsfrequenz. Die Prozeßdatenverarbeitung 42 ergänzt die Steuerung des Lasers 23 durch ±Δ P₂ und P L AN/AUS. Diese Größen variieren die Laserleistung P L und die Einschaltdauer t L derart, daß mit dem nächst­ folgenden Laserimpuls bzw. der nächstfolgenden Impuls­ kette der in Fig. 4 schraffiert dargestellte Materialbe­ reich abgetragen wird. Zuvor hat die Prozeßdatenverar­ beitung 42 einen Wert für einen Verstellweg ± Δ z be­ stimmt und einem Stellmotor 43 zugeleitet, der die Be­ arbeitungsoptik 22 in Richtung auf die Soll-Kontur ver­ schoben hat. The computer 16 specifies the laser power P L to the laser 23 , and also as a further operating variable of its on-time, in the case of a pulsed laser 23 thus pulse length and pulse frequency. The process data processing 42 supplements the control of the laser 23 by ± Δ P ₂ and P L ON / OFF. These quantities vary the laser power P L and the duty cycle t L in such a way that the chain shown in FIG. 4 is hatched with the next laser pulse or the next pulse. Beforehand, the process data processing 42 has a value for an adjustment path ± Δ z be determined and fed to a servomotor 43 , which has pushed the processing optics 22 in the direction of the desired contour.

Bei Erreichen des vorgegebenen Soll-Konturwertes wird die Bearbeitung gestoppt und die Bearbeitungsoptik um ein dem Durchmesser des Laserstrahls 14 entsprechendes Wegstück Δ x in Vorschubrichtung verschoben. Danach wird die Bearbeitung fortgesetzt, bis das gesamte Grobkontur­ modell 15 geglättet bzw. die Modellform 18 erreicht ist. Daran kann sich eine Nachbearbeitung von Hand sowie eine Lackierung des Modells anschließen.When the predetermined target contour value is reached, the machining is stopped and the machining optics are shifted in the feed direction by a distance Δ x corresponding to the diameter of the laser beam 14 . The machining is then continued until the entire rough contour model 15 is smoothed or the model shape 18 is reached. This can be followed by manual post-processing and painting of the model.

Fig. 5 zeigt ein Modell 10, dessen Modellform 18 aus drei Teilbereichen 27 besteht. Es handelt sich um ein Personenkraftfahrzeugmodell, dessen mittlerer Teil­ bereich 27 eine Schichtung aus vertikal nebeneinander geordneten Scheiben 11 aufweist, dessen frontaler und heckseitiger Teilbereich 27 hingegen jeweils horizontal geschichtete Scheiben 11 aufweisen. Das hat den Vor­ teil, daß weit vorspringende Bereiche, beispielsweise die Stoßstangenbereiche, durch eine entsprechend ge­ wählte Stärke des Plattenwerkstoffs 12 feiner geschich­ tet modelliert werden können, ohne daß dabei erhebliche Materialabtragung beim Glätten erforderlich ist. FIG. 5 shows a model 10 , the model form 18 of which consists of three partial areas 27 . It is a passenger car model, the central portion 27 of which has a layering of disks 11 arranged vertically next to one another, the front and rear portion 27 of which, however, each have horizontally layered disks 11 . This has the part before that protruding areas, such as the bumper areas, can be modeled finely layered by a correspondingly selected thickness of the plate material 12 without requiring substantial material removal during smoothing.

Fig. 5 läßt auch deutlich erkennen, daß sich die Stärke des Plattenwerkstoffs 12 bzw. der Scheiben 11 nach den am Modell vorkommenden Krümmungen richtet. Die in Fig. 5 dargestellten Plattenstärken sind ledig­ lich schematisch. Um die Scheibenrohlinge 13 weitgehend bearbeitungsfrei herzustellen, können die Scheiben sehr dünn gewählt werden, z. B. 1 bis 2 mm. Fig. 5 can also be clearly seen that the strength of the plate material 12 or the discs 11 is governed by the occurring at the model curvatures. The plate thicknesses shown in Fig. 5 are only schematically Lich. In order to manufacture the disk blanks 13 largely without machining, the disks can be chosen to be very thin, e.g. B. 1 to 2 mm.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Körpers, insbesondere eines Fahrzeugmodells, der aus einer Vielzahl von Scheiben zusammengesetzt ist, deren Konturen durch materialabtragende Bearbeitung von Plattenwerkstoff mit einem Laserstrahl hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (16) ausgehend von einer festgelegten Modellform (18) die Konturen der Scheiben (11) unter Anpassung der Scheibenstärke (17) an die Modellform (18) berechnet, und daß aus dem Plattenwerkstoff (12) unter Steuerung des Laserstrahls (14) dem Berechnungsergebnis entsprechend Scheibenrohlinge (13) hergestellt und zu einem Grobkonturmodell zusammengefügt werden, das danach erforderlichenfalls geglättet wird.1. A method for producing a three-dimensional body, in particular a vehicle model, which is composed of a plurality of disks, the contours of which are produced by material-removing processing of plate material with a laser beam, characterized in that a computer ( 16 ) starting from a defined model shape ( 18 ) calculates the contours of the disks ( 11 ) by adapting the disk thickness ( 17 ) to the model shape ( 18 ), and that disk blanks ( 13 ) are produced from the plate material ( 12 ) under control of the laser beam ( 14 ) in accordance with the calculation result and become one Coarse contour model are merged, which is then smoothed if necessary. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (14) senkrecht zum Plattenwerkstoff (12) oder mit einer der Modellform (18) amgepaßten Neigung zum Plattenwerkstoff (12) geführt ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the laser beam ( 14 ) is guided perpendicular to the plate material ( 12 ) or with a model shape ( 18 ) matched inclination to the plate material ( 12 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glätten des Grobkonturmodells mit Laserstrahlung unter Verwendung der vom Rechner (16) erfaßten Modellform (18) erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the smoothing of the rough contour model with laser radiation using the model shape ( 18 ) detected by the computer ( 16 ). 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Anfügen eines Scheibenrohlings (13) eine Erfassung der tatsächlichen Konturwerte erfolgt und die Steuerung des Laserstrahls (14) erforderlichenfalls entsprechend korrigiert wird. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that after each attachment of a disc blank ( 13 ) the actual contour values are detected and the control of the laser beam ( 14 ) is corrected accordingly if necessary. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Konturwerte der Modellform (18) die von den sich schneidenden Scheibenseitenflächen (19, 20) gebildeten Konturlinien (21) verwendet werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the contour lines ( 21 ) formed by the intersecting disk side surfaces ( 19, 20 ) are used as contour values of the model shape ( 18 ). 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Glätten des Grobkonturmodells (15) ein Abstandsmeßsystem zur Steuerung einer fokussierenden Optik (22) und/oder ein Laser­ leistungsmeßsystem zur Steuerung der Leistung (P L) und/oder der Einschaltdauer (t L) des Lasers (23) verwendet werden.6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that when smoothing the rough contour model ( 15 ) a distance measuring system for controlling a focusing optics ( 22 ) and / or a laser power measuring system for controlling the power (P L ) and / or the duty cycle ( t L ) of the laser ( 23 ) can be used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenfügen der Scheibenrohlinge (13) auf einander parallelen Fixierstäben (24) einer mit einer Abstreifeinrichtung (25) versehenen Montagebühne (26) erfolgt.7. The method according to claim 1, characterized in that the assembly of the disc blanks ( 13 ) on mutually parallel fixing rods ( 24 ) of a with a stripping device ( 25 ) provided mounting platform ( 26 ). 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellform (18) in Teilbereiche (27) aufgeteilt wird, in denen die Einteilung der Scheiben (11) in zueinander unterschiedlichen Scheibenebenen er­ folgt.8. The method according to claim 1, characterized in that the model shape ( 18 ) is divided into sub-areas ( 27 ) in which the division of the discs ( 11 ) in different disc levels he follows. 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Plattenwerkstoff (12) Kunststoff und/oder Metall verwendet wird.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that plastic and / or metal is used as the plate material ( 12 ).
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