ES2927973T3

ES2927973T3 - Aparato de mecanizado por láser y procedimiento de mecanizado por láser

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Publication number: ES2927973T3
Application number: ES17775424T
Authority: ES
Original assignee: Ishikawa Prefecture; Osaka University NUC; Muratani Machine Manufacture Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Prefecture; Osaka University NUC; Muratani Machine Manufacture Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2022-11-14
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: US20190111517A1; JP6757877B2; EP3437788A1; CN108778610B; EP3437788A4; CN108778610A; JPWO2017170890A1; EP3437788B1; WO2017170890A1; WO2017170890A8; US11865637B2

Abstract

Problema Una pluralidad de fibras ópticas y una lente colimadora están dispuestas en paralelo a lo largo de una boquilla de suministro para suministrar un material fundido, y un rayo láser proyectado desde la fibra óptica se aplica sobre un eje entre una punta de la boquilla de suministro y una acumulación. punto de soldadura. Solución La boquilla de suministro 4 está dispuesta para penetrar una lente condensadora 3, la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes colimadoras 2 están dispuestas en paralelo en una periferia de la boquilla de suministro 4, por lo que se aplica radiación láser en el eje entre un puerto de punta de boquilla y el punto de soldadura (material base) con respecto al material fundido 9 suministrado desde la boquilla de suministro 4, mientras que las fibras ópticas 1 y las lentes del colimador 2 están dispuestas en paralelo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de mecanizado por láser y procedimiento de mecanizado por láser

[Campo técnico]

[0001] La presente invención se refiere a un aparato de mecanizado por láser que proyecta un haz de láser a partir de una fibra óptica y un procedimiento de mecanizado por láser.

[Técnica anterior]

[0002] Un aparato de mecanizado por láser que irradia un haz de láser de una fibra óptica y un procedimiento de mecanizado por láser se han puesto en práctica en soldadura por láser, soldadura láser y similares, y la soldadura por acumulación y la pulverización térmica hacen una película de un material para mejorar la resistencia al calor/resistencia a la corrosión y resistencia a la abrasión del material en sí. En un aparato de acumulación de polvo láser, por ejemplo, un material fundido como materia prima para láser se irradia con un haz de láser para ser calentado y fundido, y a continuación se utiliza para hacer una película para recubrir una superficie de material base. Por lo tanto, el recubrimiento con una película rígida o una película que apenas está corroída puede evitar la abrasión u oxidación de un producto, por ejemplo.

[0003] Convencionalmente, en el aparato de acumulación de polvo y láser, el haz de láser se aplica perpendicularmente a la superficie del material base y el material fundido se suministra a un eje óptico del haz de láser aplicado desde una boquilla de suministro dispuesta en una periferia exterior de modo que el material fundido se funde y se lleva a cabo el mecanizado por acumulación (bibliografía de patentes 1: Fig. 6 y 7, bibliografía de patentes 4 Fig. 7). El preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8 se basa en la bibliografía de patentes 8 que describe un aparato que comprende una pluralidad de fibras ópticas dispuestas alrededor de un alambre de soldadura que se alimenta a través de una lente. La lente enfoca rayos láser irradiados por las fibras ópticas en un punto de soldadura ubicado en una superficie de un objeto a soldar.

[Lista de citas]

[Bibliografía de patentes]

[0004]

Bibliografía de patentes 1: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 02--147184

Bibliografía de patentes 2: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 09--216083

Bibliografía de patentes 3: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2000--317667

Bibliografía de patentes 4: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2003-251480

Bibliografía de patentes 5: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2004-322183

Bibliografía de patentes 6: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2015--178130

Bibliografía de patentes 7: Patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2013--139039

Bibliografía de patentes 8: DE 102004025873 A1

[Descripción de la invención]

[Problemas a resolver por la invención]

[0005] En la actualidad, aumenta la demanda de productos con diversas formas, como formas tridimensionales, debido a la diversificación de las necesidades de los consumidores en los productos industriales, y ha surgido la necesidad de hacer una película sobre un material base con una forma complicada. Al hacer una película sobre un material base que tiene una forma complicada tal como una forma tridimensional, por ejemplo, una forma de una posición de soldadura también es complicada y, por lo tanto, se ha introducido una técnica de soldadura de acumulación por rotación de múltiples ejes y movimiento de múltiples ejes de una porción de cabezal de mecanizado por láser de un aparato de mecanizado por láser. Sin embargo, es extremadamente difícil suministrar con precisión el material fundido en un eje óptico del haz de láser con el procedimiento de mecanizado convencional en el que la boquilla de suministro está dispuesta en una periferia exterior del haz de láser (si una posición de irradiación del haz de láser se desplaza desde un centro de una lente, el haz transmitido a través de la lente viaja con inclinación con respecto al eje óptico y, por lo tanto, el ajuste del eje X o el ajuste YZ para alinear el centro de la lente con el haz de láser es necesario para la lente), el ajuste fino del número de boquillas de suministro y la disposición de las boquillas de suministro toma tiempo y se ha producido un problema de un aumento de tamaño del aparato. Además, también se ha producido un problema de que una dirección de movimiento del cabezal de mecanizado por láser está limitada en una relación de disposición entre la boquilla de suministro y una fibra óptica y un problema de que una forma fina tal como un pequeño orificio no se puede soldar. Tal como se describió anteriormente, en el procedimiento de mecanizado por láser convencional, es extremadamente difícil montar el cabezal de mecanizado por láser capaz de la rotación de múltiples ejes y el movimiento de múltiples ejes y hacer una película sobre el material base que tiene una forma complicada.

[0006] Además de los problemas mencionados anteriormente, han surgido problemas (1) a (3) descritos a continuación en una técnica de realización de películas. Es decir, (1) un componente de material base se funde por entrada de calor excesiva en el material base, un componente del material fundido se diluye por el componente de material base, se deteriora una parte soldada por acumulación y se reduce la durabilidad; (2) cuando el material base es delgado o un tamaño del material base es pequeño, si el material fundido se calienta/funde sobre el material base o en las proximidades del material base, el material base se deforma por el calor; (3) al hacer una película sobre un material fundido que tiene un punto de fusión superior al del material base, si un haz de láser con una intensidad que puede calentar/fundir el material fundido se irradia sobre el material base o en las proximidades del material base, el material base se deforma excesivamente; (4) cuando el material fundido se va a fundir sobre el material base o en las proximidades del material base, el tiempo de fusión tarda mucho y, por lo tanto, es difícil formar una película extremadamente fina; y (5) cuando el material fundido se va a soldar a la superficie del material base, si un cambio de temperatura es rápido en un lugar donde se va a realizar la soldadura por acumulación, se produce una tensión térmica y puede producirse una grieta en la superficie.

[0007] Con el fin de resolver los problemas mencionados anteriormente, se toman medidas para que la entrada de calor excesiva no se dé al material base mediante el calentamiento del material fundido de antemano o una etapa de precalentamiento del calentamiento del material base de antemano de modo que no se dé un cambio rápido de temperatura al punto de soldadura y se haya tomado una etapa de póscalentamiento de no enfriar el material base rápidamente, pero necesitan una pluralidad de aparatos de calentamiento, lo que aumenta el tamaño del aparato.

[0008] Por lo tanto, los inventores descubrieron, después de profundos estudios relacionados con los problemas mencionados anteriormente, que (A) mediante la realización de la soldadura por acumulación mediante la disposición de la boquilla de suministro en el centro y mediante la aplicación del haz de láser al material fundido suministrado desde la boquilla de suministro desde una periferia, el material fundido se puede soldar de manera precisa en la superficie del material base que tiene una forma complicada sin limitar una dirección de movimiento del cabezal de mecanizado por láser capaz de la rotación de múltiples ejes y el movimiento de múltiples ejes; (B) mediante el uso de una pluralidad de haces de láser, es decir, un primer haz de láser para calentar la superficie del material base y para asegurar la adhesión de la película, un segundo haz de láser para fundir el material fundido de antemano sin irradiación directa a la superficie del material base, y un tercer haz de láser para calentar la superficie del material base, se puede evitar la entrada de calor excesivo al material base, y se puede resolver el problema de la técnica de fabricación de la película, tal como la reducción de la durabilidad causada por el cambio rápido de temperatura; y (C) al disponer la boquilla de suministro en un centro de una lente de condensador y al disponer el haz de láser alrededor de la boquilla de suministro, un tamaño del aparato se reduce y simplifica, e incluso si se controla una pluralidad de haces de láser, una posición de condensación de luz, un ángulo de condensación de luz, un diámetro de condensación de luz y similares se pueden ajustar fácilmente, y al incorporar las técnicas de (A), (B) y (C) en un aparato de tamaño reducido capaz de la rotación de múltiples ejes y el movimiento de múltiples ejes tal como el cabezal de mecanizado por láser, se puede hacer una película incluso en el material base que tiene una forma complicada tal como una forma tridimensional, y no solo se puede realizar una película, sino también diversas y diversificadas funciones tales como precalentamiento o póscalentamiento del material base y calentamiento anticipado del material fundido.

[0009] Sin embargo, en los aparatos de mecanizado por láser de las bibliografías de patentes 1 a 5 y 7, aunque se describe que la boquilla de suministro está dispuesta en el centro, y el material fundido suministrado desde la boquilla de suministro se irradia desde la periferia con el haz de láser para llevar a cabo la soldadura por acumulación, no hay descripción o sugerencia sobre el uso del haz de láser con el fin de precalentar o fundir el material fundido separado del haz de láser para hacer una película.

[0010] En los aparatos de mecanizado por láser en las bibliografías de patentes 1 a 5 y 7, es estructuralmente imposible cambiar una posición de condensación del haz de láser desde un puerto de la punta de la boquilla de suministro en una dirección de altura hasta un punto de soldadura.

[0011] Tal como se describió anteriormente, en la técnica anterior, en el aparato de mecanizado por láser, no se ha alcanzado tal idea para realizar diversas y diversificadas funciones tales como el precalentamiento o póscalentamiento del material base y el calentamiento del material fundido por adelantado además de la película mediante el uso de una pluralidad de haces de láser.

[0012] Además, en el aparato de acumulación por láser en la bibliografía de patentes 6, se describe el uso del haz de láser para fundir un material aditivo y el haz de láser que ingresa calor al material base. Sin embargo, no se considera en absoluto el hecho de que la incorporación en un cabezal de mecanizado por láser sea posible reduciendo un tamaño y simplificando el control del aparato.

[0013] Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de mecanizado por láser y un aparato de mecanizado por láser que lleven a cabo diversos tipos de mecanizado por láser mediante: la disposición de la boquilla de suministro en una lente de condensador o similar; accionar, de manera controlada, una posición focal del haz de láser desde la fibra óptica dispuesta a lo largo de la lente del condensador en un eje o en una periferia del mismo desde el puerto de la punta de la boquilla de suministro hacia un punto de soldadura; y suministrar de forma estable el material fundido y fundirlo a una temperatura de mecanizado óptima.

[Medios para solucionar los problemas]

[0014] La presente invención proporciona un procedimiento según la reivindicación 1 y un aparato de mecanizado por láser según la reivindicación 8.

[0015] La frase "irradiado con el haz de láser" en la presente invención no se limita al caso de irradiación mediante la condensación del haz de láser, sino que también incluye un caso de irradiación mediante desenfoque, por ejemplo.

[0016] Además, la frase en la presente invención, "en un eje entre un puerto de punta de boquilla de una boquilla de suministro y un punto de soldadura" significa no solo en el eje entre el puerto de punta de boquilla de la boquilla de suministro y el punto de soldadura, sino que significa en el eje o en una línea recta que pasa a través del puerto de punta de boquilla y el punto de soldadura. Por lo tanto, puede incluir un eje más lejos que el punto de soldadura cuando se observa desde el puerto de la punta de la boquilla.

[0017] Según la presente invención, el haz de láser se puede aplicar para tener una temperatura de fusión óptima y se puede suministrar al punto de soldadura en un proceso del material fundido desde la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura. Además, no solo en el eje que pasa a través del puerto de la punta de la boquilla y el punto de soldadura y en la periferia del mismo, sino que también se puede irradiar una superficie o una parte profunda de un elemento de soldadura, se puede ajustar una profundidad de irradiación en una dirección de espesor del elemento de soldadura, y el mecanizado tal como soldadura se puede llevar a cabo en un estado fundido óptimo del material fundido mediante estas operaciones de unión.

[0018] Además, en el caso de la irradiación láser en un estado desenfocado, el desenfoque puede llevarse a cabo enfocando el haz de láser en un intervalo desde el puerto de la punta de la boquilla hasta el punto de soldadura, y el desenfoque también puede llevarse a cabo enfocando el haz de láser a una zona más lejana que el punto de soldadura cuando se observa desde el puerto de la punta de la boquilla. Al llevar a cabo la irradiación láser en el estado desenfocado, la zona de irradiación se puede calentar por completo y también se puede reducir la propagación del calor. En el caso de la soldadura por acumulación al material base tal como inoxidable usando un material diferente tal como cobre como el material fundido, por ejemplo, si el material base se calienta a una temperatura para el calentamiento/fusión de cobre, la deformación o decoloración puede producirse fácilmente en el material base. Por lo tanto, es importante ajustar independientemente una longitud de onda, salida y un diámetro de condensación del haz de láser para calentar el material base de manera adecuada, pero la propagación del calor se puede suprimir calentando el material base de manera adecuada mediante desenfoque, y se puede suprimir la deformación o decoloración. Además, incluso si el material base y el material fundido son el mismo tipo de metal, cuando el material base tiene una forma tal como una placa fina que puede distorsionarse fácilmente, la propagación de calor se reduce mediante desenfoque y la distorsión se suprime.

[0019] Como el material fundido, se utiliza un material en polvo tal como metal o un alambre (material de metal en forma de varilla) como el material fundido. Cabe tener en cuenta que el material metálico no necesariamente tiene que estar constituido solo por metal, sino que puede contener no metal, como cerámica.

[0020] Según las realizaciones de la presente invención, la pluralidad de haces de láser proyectados desde la pluralidad de fibras ópticas pasa a través de un centro de las lentes de colimador correspondientes, respectivamente, y la pluralidad de haces de láser que han pasado a través de las lentes de colimador viaja en paralelo con la boquilla de suministro tal como está y pasa a través de la lente de condensador. Los haces de láser que han pasado a través de la lente del condensador se aplican al eje entre el puerto de la punta de la boquilla de suministro y el punto de soldadura.

[0021] Al suministrar el material fundido desde la boquilla de suministro en el centro, el suministro del material fundido a un objeto a soldar se lleva a cabo de forma estable. Y según la presente invención, el material fundido se puede irradiar con el haz de láser en el eje desde la inyección desde la parte de la punta de la boquilla de la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura del material base, pero mediante la irradiación de una pluralidad de puntos en el eje entre el puerto de la punta de la boquilla y el punto de soldadura o mediante la irradiación de toda la zona según los números de las fibras ópticas y las lentes del colimador, se puede realizar el mecanizado por láser tal como la fusión hasta que se alcanza el punto de soldadura.

[0022] Según las realizaciones de la presente invención, la lente del condensador a través de la cual penetra la boquilla de suministro está dispuesta en el centro, las fibras ópticas están dispuestas en la periferia del mismo, y el material fundido suministrado desde la boquilla de suministro está irradiado desde la periferia del mismo con el haz láser de las fibras ópticas.

[0023] Al aplicar los haces de láser de la pluralidad de fibras ópticas al material fundido desde la boquilla de suministro en el centro, capaz de suministro estable, al centro de la misma, se pueden hacer diámetros para corresponder con (superpuestos con) el material fundido en el centro o se puede hacer irradiación al material fundido en el centro desde la periferia hacia el centro y, por lo tanto, se realiza una irradiación/fusión eficiente y exacta. Es decir, con respecto al material fundido de la boquilla de suministro en el centro, el haz de láser proyectado desde la periferia de este se dirige hacia el eje del mismo a través de la lente de condensador (el haz de láser se dirige hacia una dirección del material fundido en el centro sin interponer un espejo de reflexión o similares entre ellos) y, por lo tanto, el material fundido se puede suministrar con precisión sobre el eje óptico del haz de láser. Como resultado, la fusión del material fundido se lleva a cabo con precisión.

[0024] Además, según algunas realizaciones de la presente invención, una pluralidad de los haces de láser aplicados desde la pluralidad de fibras ópticas viaja en paralelo con la boquilla de suministro y pasa a través del centro de cada una de las lentes de colimador correspondientes, y la pluralidad de los haces de láser que han pasado a través de las lentes de colimador viaja continuamente en paralelo con la boquilla de suministro y pasa a través de la lente de condensador. Los haces de láser que han pasado a través de la lente del condensador se pueden aplicar sobre el eje entre el puerto de la punta de la boquilla de suministro y el punto de soldadura para que se puedan aplicar en la disposición paralela como se describió anteriormente. Por lo tanto, la irradiación mientras se mantiene la pluralidad de fibras ópticas en la disposición paralela se puede llevar a cabo para seguir la boquilla de suministro, y se puede realizar la reducción de tamaño del aparato.

[0025] Según algunas realizaciones de la presente invención, es preferible que la pluralidad de fibras ópticas comprenda un elemento de control para controlar la conducción en paralelo con respecto a la boquilla de suministro o comprenda un elemento de control para controlar la conducción con respecto a una dirección radial de la lente del condensador.

[0026] Según algunas realizaciones de la presente invención, la fibra óptica puede ajustar un ángulo de condensación desplazándose en una dirección radial de la lente del condensador en sincronización con la lente del colimador. Dado que la lente de colimador y la fibra óptica están contenidas en un intervalo de un diámetro de la lente de condensador, la soldadura se puede llevar a cabo mientras que el ángulo de condensación se ajusta con el tiempo sin aumentar un tamaño del aparato mayor que el tamaño de la lente de condensador. Por ejemplo, en un caso en el que la presente invención se monta en un cabezal de mecanizado que realiza un accionamiento giratorio, incluso si un material fundido en estado de polvo cambia su dirección de caída, se puede obtener una estructura tal que la dirección de suministro del material fundido se establezca fácilmente de modo que el haz de láser lo siga disponiendo la boquilla de suministro en el eje de la lente de condensador y aplicando el haz de láser desde su periferia a través de la lente del condensador.

[0027] Según algunas realizaciones de la presente invención, la periferia del punto de soldadura se irradia al mismo tiempo que la irradiación en el eje mediante la aplicación de los haces de láser de la pluralidad de fibras ópticas, o la periferia del punto de soldadura se irradia antes de la irradiación en el eje.

[0028] El aparato convencional tiene el problema de que el recubrimiento (soldadura por acumulación) con el material fundido que tiene un punto de fusión superior al del material base a soldar es difícil y que el enfriamiento lento no se puede llevar a cabo correctamente. Según la presente invención, incluso si el material base a soldar es delgado, el material fundido del puerto de la punta de la boquilla de suministro de la boquilla de suministro se puede fundir con alta precisión hasta que alcance el punto de soldadura, y el material fundido que tiene el punto de fusión más alto que el del material base a soldar se puede utilizar para el recubrimiento (soldadura por acumulación). Es decir, la soldadura se puede llevar a cabo sin elevar una temperatura del punto de soldadura mediante irradiación a una temperatura en una parte media desde el puerto de la punta de la boquilla hasta la superficie del material base más alta que la de la superficie del material base. Por el contrario, la parte media desde el puerto de la punta de la boquilla hasta la superficie del material base se puede irradiar a una temperatura superior a la de la superficie del material base de modo que se pueda llevar a cabo la soldadura sin elevar la temperatura en el punto de soldadura. Además, existe el problema de que el enfriamiento lento no se puede llevar a cabo bien en la acumulación de revestimiento duro o la soldadura de un elemento grueso, pero el mecanizado de soldadura se puede realizar mientras que el enfriamiento lento se lleva a cabo de manera efectiva mediante la irradiación de la periferia del punto de soldadura antes de la irradiación en el eje.

[0029] Según algunas realizaciones de la presente invención, es preferible que: la presente invención comprenda una pluralidad de fibras ópticas, una pluralidad de lentes de colimador a través de las cuales pasan los haces de láser de la pluralidad de fibras ópticas, una lente de condensador que condensa cada uno de los haces de láser que han pasado a través de la pluralidad de lentes de colimador, y una boquilla de suministro para inyectar/suministrar un material fundido; la boquilla de suministro está dispuesta de manera que penetre en la lente del condensador o la boquilla de suministro está dispuesta de manera que pueda accionar el control en un estado que penetre en la lente del condensador; y la pluralidad de fibras ópticas están dispuestas en paralelo a lo largo de la boquilla de suministro.

[0030] Según la presente invención, se puede realizar irradiación mientras se mantiene la pluralidad de fibras ópticas en la disposición paralela para seguir la boquilla de suministro, y se puede realizar la reducción de tamaño del aparato. Además, una zona completa desde donde se inyecta el material fundido desde el puerto de la punta de la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura del material base se puede irradiar con el haz de láser. Se puede irradiar una pluralidad de puntos entre el punto de soldadura y el puerto de la punta de la boquilla según los números de las fibras ópticas y las lentes del colimador.

[0031] Al aplicar los haces de láser de la pluralidad de fibras ópticas al material fundido hacia el centro del mismo desde la boquilla de suministro en el centro, se pueden hacer que los diámetros se correspondan entre sí con respecto al material fundido en el centro y la irradiación se puede hacer al material fundido en el centro desde la periferia hacia el centro y, por lo tanto, se realiza una irradiación/fusión eficiente y exacta.

[0032] Es preferible que la lente del colimador comprenda un elemento de control para controlar el accionamiento en paralelo con respecto a la boquilla de suministro o comprenda un elemento de control para controlar el accionamiento en la dirección radial con respecto a la lente del condensador.

[0033] Es preferible que la pluralidad de lentes de colimador se disponga en la periferia de la boquilla de suministro y se accionen/controlen en paralelo o en la dirección radial de la lente de condensador en la periferia de la boquilla de suministro.

[0034] Según algunas realizaciones de la presente invención, al mover las lentes del colimador en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro, se puede ajustar una distancia entre la fibra óptica y la lente del colimador mientras se mantiene la disposición paralela de la fibra óptica con respecto a la boquilla de suministro, y se puede ajustar una posición de condensación en una dirección del eje central. Por lo tanto, el haz de láser se puede aplicar con el tiempo desde la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura sin aumentar el tamaño del aparato. Cabe señalar que es preferible que, como en la presente invención, la pluralidad de lentes de colimador sea desmontable. Según algunas realizaciones de la presente invención, el diámetro de condensación del haz de láser en la superficie del material base se puede ajustar reemplazando la lente del colimador a la que tiene una distancia focal diferente.

[0035] Según algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona el elemento de control para desplazar la lente del condensador que penetra la boquilla de suministro o el elemento de control para desplazar la boquilla de suministro que penetra la lente del condensador. Es preferible que, como en la presente invención, la boquilla de suministro esté accionada/controlada verticalmente con respecto a la dirección radial de la lente de condensador.

[0036] Dado que el puerto de la punta de la boquilla de la boquilla de suministro se puede desplazar en la dirección de la lente del condensador o en una dirección del punto de irradiación de la superficie del material base, el puerto de la punta de la boquilla se puede acercar al punto de irradiación sin cambiar la distancia de la lente del condensador al punto de irradiación. Por lo tanto, un intervalo de inyección o una cantidad de inyección del material fundido a la superficie del material base se puede hacer constante independientemente de la distancia focal del haz de láser.

[0037] Según algunas realizaciones de la presente invención, es preferible que la boquilla de suministro comprenda un mecanismo de accionamiento de modo que se pueda ajustar una posición que penetre en un eje central o la proximidad del eje central de la lente de condensador individual.

[0038] Dado que el material fundido se puede ingresar a una parte trasera desde la zona de irradiación láser con respecto a una dirección de avance de soldadura mediante disposición en las proximidades del eje central, se puede realizar una irradiación eficiente al material fundido o a la superficie del material base.

[0039] El aparato de mecanizado por láser de la presente invención comprende una pluralidad de fibras ópticas, una lente de condensador y una boquilla de suministro para suministrar material fundido, donde la boquilla de suministro está dispuesta para penetrar la lente de condensador, y donde la pluralidad de fibras ópticas y la lente de condensador están dispuestas de tal manera que el material fundido suministrado desde la boquilla de suministro está irradiado con el haz de láser de las fibras ópticas al menos una pluralidad de puntos en un eje entre un puerto de punta de boquilla y un punto de soldadura en un eje de la lente de condensador.

[0040] Según algunas realizaciones de la presente invención, es preferible que el aparato comprenda: medios para desplazar cada una de las fibras ópticas en paralelo con respecto a la boquilla de suministro y para controlar la conducción de cada una de las fibras ópticas en la dirección radial de la lente del condensador; medios para unir y separar la fibra óptica reemplazable con una fibra óptica para un láser con longitud de onda diferente; medios para hacer la lente del colimador paralela a la boquilla de suministro y desplazarla en una dirección radial con respecto a la lente del condensador; y medios móviles para desplazar la boquilla de suministro verticalmente con respecto a la dirección radial de la lente de condensador y ajustar una posición de penetración al centro o la proximidad del centro de la lente de condensador, mediante lo cual se puede ajustar el ángulo de condensación, ajustar la longitud de onda del haz de láser, ajustar el diámetro de condensación, ajustar una distancia de inyección desde el puerto de la punta de la boquilla de la boquilla de suministro de inyección hasta el punto de soldadura y ajustar una posición de suministro de inyección. Además, es preferible que un objeto a soldar se disponga en un lado inferior, el aparato de mecanizado por láser descrito anteriormente se disponga por encima del mismo, la boquilla de suministro se disponga en el eje central del mismo, y el material fundido que es el material en polvo se gotea desde el puerto de la punta de la boquilla de suministro y se suministra al objeto a soldar.

[0041] Según la presente invención, incluso si el material a suministrar es el material en polvo, el material fundido se puede suministrar en la dirección del goteo y, además, de forma estable desde el centro.

[0042] Según algunas realizaciones de la presente invención, está previsto que la lente de condensador se configura dividiendo la lente de condensador individual en una pluralidad, y una región móvil en la que se puede desplazar la boquilla de suministro se proporciona en el centro de la misma.

[0043] Según algunas realizaciones de la presente invención, las lentes de condensador divididas pueden ensamblarse, y la boquilla de suministro puede desplazarse en el centro de la misma, y la boquilla de suministro puede desplazarse sin penetrar realmente la lente de condensador. Cabe señalar que el número de lentes de condensador de la presente invención no se limita a uno solo.

[0044] Según algunas realizaciones de la presente invención, la boquilla de suministro está hecha de un material transmisor de haz de láser y transmite el haz de láser a través del material fundido o un gas convergente.

[0045] Mediante el uso de un material transmisor de luz que transmite el haz de láser como un material para la boquilla de suministro, incluso si el haz de láser se aplica al eje de la lente del condensador o en las proximidades de la periferia desde un lado, el haz de láser se transmite sin estar protegido por la boquilla de suministro o el puerto de la punta de la boquilla y, por lo tanto, la proximidad del puerto de la punta de la boquilla de la boquilla de suministro se puede irradiar con el haz de láser. Además, incluso si la distancia desde el puerto de la punta de la boquilla al punto de soldadura es corta, se puede realizar la fusión por la irradiación del haz de láser antes de la inyección desde el puerto de la punta de la boquilla.

[0046] Según algunas realizaciones de la presente invención, la boquilla de suministro comprende medios de suministro de gas convergentes, y los medios de suministro de gas convergentes inyectan el gas convergente desde el lado de la boquilla de suministro para que el material fundido converja al menos en el eje entre el puerto de la punta de la boquilla y el punto de soldadura.

[0047] El "gas convergente" aquí está claramente discriminado de un "gas portador" en esta memoria descriptiva. El "gas portador" es un gas para transportar el material en polvo o el material fundido y se refiere a un flujo de chorro expulsado de un centro de boquilla. Por otro lado, el "gas convergente" se refiere a un gas expulsado desde el lado para convergir este flujo de chorro. Por lo tanto, el gas portador se expulsa para transportar el material fundido, y el gas convergente se expulsa para convergir el flujo de chorro generado al expulsar el gas portador. Cabe señalar que el gas convergente puede incluir una acción como el gas portador, es decir, una acción para transportar el material fundido.

[0048] Además, en esta memoria descriptiva, el "convergente" se refiere a la recolección del flujo de chorro que tiende a avanzar mientras se extiende al centro. Esta "convergencia" se refiere a un estado de recolección lineal del material fundido a lo largo del eje a menos que se indique lo contrario, pero puede incluir un estado de recolección al menos en un único punto en el eje como el centro, tal como un estado de recolección del material fundido en el único punto en un plano de material base, por ejemplo.

[0049] Además, la boquilla de suministro puede estar constituida por una boquilla del tubo interior para suministrar el material fundido y una boquilla del tubo exterior dispuesta en una periferia exterior de la boquilla del tubo interior, se proporciona un canal para el gas convergente entre la boquilla del tubo interior y la boquilla del tubo exterior.

[0050] Según algunas realizaciones de la presente invención, una zona convergente del material fundido está alargada linealmente en el eje de la lente del condensador y en las proximidades de su periferia desde un puerto de inyección de la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura, por lo que una zona (longitud del núcleo) con una alta presión de inyección del material fundido adecuada para la irradiación del haz de láser se mantiene larga, y el eje de la lente del condensador puede irradiarse con el haz de láser fácilmente. El aparato de mecanizado por láser de la presente invención puede aplicar el haz de láser sobre el eje de la lente del condensador y su proximidad desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro hasta el punto de soldadura y, por lo tanto, se puede considerar que tiene una configuración de disposición adecuada para un efecto de la presente invención.

[0051] Según algunas realizaciones de la presente invención, la boquilla de suministro incluye el medio de suministro de gas convergente y el medio de control de inyección de la boquilla de suministro para controlar al menos cualquiera de la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del material fundido, y el medio de suministro de gas convergente incluye el medio de control de inyección de gas convergente para controlar al menos cualquiera de la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del gas convergente.

[0052] Según algunas realizaciones de la presente invención, se puede ajustar una zona convergente del material fundido. Además, se puede obtener un efecto de convergencia del flujo de chorro del material fundido (efecto de convergencia de flujo de chorro) al hacer que una presión de inyección del gas convergente del medio de control de inyección de gas convergente sea mayor que la presión de inyección del material fundido mediante el medio de control de inyección de boquilla de suministro. Y se puede ejecutar el control correspondiente a la posición de condensación, el ángulo de condensación y el ajuste del diámetro de condensación del haz de láser.

[Consecuencias ventajosas de la invención]

[0053] Según la presente invención, los estados fundidos del material fundido, que se encuentra en un centro, y los componentes del material base se pueden ajustar por separado o al mismo tiempo mediante la irradiación del haz de láser, y una posición de mecanizado (posición del material base) se puede calentar mediante irradiación y ajustar de antemano. Por lo tanto, los problemas que se han producido en el aparato continuo de suministro de polvo convencional y el aparato integrado de suministro de polvo se pueden resolver. Por ejemplo, el problema del aparato convencional puede suprimirse para que un componente de una película pueda diluirse por el componente de material base y deteriorarse de modo que se pueda generar un compuesto frágil entre los materiales fundidos en una parte conjunta. Además, también se puede formar fácilmente una película extremadamente fina. Además, incluso si el material base es delgado o fino, se puede suprimir la deformación por calor y se puede recubrir el material fundido que tiene un punto de fusión superior al del material base.

[0054] Además, según las realizaciones de la presente invención, dado que la posición focal se puede desplazar sobre el eje de la lente de condensador individual o la boquilla de suministro o en la periferia de la misma, no hay necesidad de disponer la fibra óptica en diagonal o de disponer una pluralidad de las lentes de condensador, y en el ajuste de la posición de condensación del haz de láser, el ajuste del ángulo de condensación y el ajuste del diámetro de condensación, no se vuelven mayores que el diámetro de la lente del colimador y, por lo tanto, se puede realizar la reducción de tamaño del aparato y se agiliza el ajuste del haz de láser. Además, dado que el haz de láser puede desplazar una posición focal sobre el eje entre el puerto de la punta de la boquilla de la boquilla de suministro y el punto de soldadura o en las proximidades del eje, el punto de irradiación del material fundido y el punto de condensación del haz de láser se pueden ajustar fácilmente en comparación con un aparato o un procedimiento que tiene una estructura de suministro del material fundido en diagonal al aparato de mecanizado por láser, y la fusión térmica se puede aplicar al material fundido más fácilmente. Por lo tanto, el mecanizado de una forma complicada o el mecanizado fino se puede aplicar más fácilmente. Y mediante la disposición de la boquilla de suministro en el eje de la lente del condensador y mediante la aplicación del haz de láser desde su periferia a través de la lente del condensador, se puede obtener una estructura tal que el ajuste se puede realizar fácilmente de modo que, incluso si la boquilla de suministro está montada en el cabezal de mecanizado que realiza el accionamiento giratorio, el haz de láser puede seguir la dirección de suministro del material fundido.

[0055] Además, según la presente invención, dado que la lente del condensador y la boquilla de suministro están integradas, el tamaño del aparato se reduce en comparación con un aparato en el que la lente del condensador y la función de suministro de polvo están separadas. Incluso en comparación con un aparato en el que no están integrados, el material fundido se puede suministrar continuamente a una posición de irradiación de haz de láser y la eficiencia de formación de película es alta.

[Breve descripción de los dibujos]

[0056]

[Fig. 1] La Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un aparato de mecanizado por láser de una primera realización al que se aplica la presente invención.

[Fig. 2] La Fig. 2 es una vista lateral que ilustra un sistema de mecanizado por láser de la realización.

[Fig. 3] La Fig. 3 es una vista para explicar un ejemplo de soldadura por acumulación mediante el aparato de mecanizado por láser de la realización.

[Fig. 4] La Fig. 4 es una vista para explicar un ejemplo de otra soldadura por acumulación mediante el aparato de mecanizado por láser de la realización.

[Fig. 5] La Fig. 5 es una vista lateral que ilustra un aparato de mecanizado por láser de una segunda realización al que se aplica la presente invención.

[Fig. 6] La Fig. 6 es una vista en sección para explicar un ejemplo de división de una lente de condensador en la realización.

[Fig. 7] La Fig. 7 es una vista en sección para explicar una boquilla de suministro y un gas convergente en la realización.

[Fig. 8] La Fig. 8 es una vista lateral que ilustra un ejemplo de irradiación de un haz de láser en una dirección vertical mediante el uso de una única fibra óptica en la realización. [Fig. 9] Las Figs. 9 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra una carcasa en la realización.

[Fig. 10] La Fig. 10 es una vista en planta que ilustra un ejemplo de configuración de disposición de la fibra óptica

y la lente de condensador en la realización.

[Fig. 11] La Fig. 11 es una vista lateral para explicar el ajuste de la posición de condensación en una dirección del eje central en la realización.

[Fig. 12] La Fig. 12 es una vista lateral para explicar el ajuste de la posición de condensación en la dirección del eje central en la realización.

[Fig. 13] La Fig. 13 es una vista lateral para explicar el ajuste del ángulo de condensación en la realización.

[Fig. 14] La Fig. 14 es una vista lateral para explicar el ajuste del ángulo de condensación en la realización.

[Fig. 15] La Fig. 15 es una vista lateral cuando los haces de láser con diferentes longitudes de onda se combinan

en la realización.

[Fig. 16] La Fig. 16 es una vista lateral para explicar el ajuste de la disposición de la boquilla de suministro en la realización.

[Fig. 17] La Fig. 17 es una vista lateral para explicar una posición de suministro de material fundido en la realización.

[Fig. 18] Las Figs. 18 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra el ejemplo de soldadura por acumulación mediante una pluralidad de fibras ópticas en la realización.

[Fig. 19] Las Figs. 19 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra otro ejemplo de soldadura por acumulación mediante la pluralidad de fibras ópticas en la realización.

[Fig. 20] Las Figs. 20 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra otro ejemplo de soldadura por acumulación mediante la pluralidad de fibras ópticas en la realización.

[Fig. 21] Las Figs. 21 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra otro ejemplo de soldadura por acumulación mediante la pluralidad de fibras ópticas en la realización.

[Fig. 22] Las Figs. 22 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra otro ejemplo de soldadura por acumulación mediante la pluralidad de fibras ópticas en la realización.

[Fig. 23] La Fig. 23 es una vista en perspectiva que ilustra un aparato de mecanizado por láser de una tercera realización al que se aplica la presente invención.

[Fig. 24] Las Figs. 24 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra un elemento desmontable y un elemento

de control de la fibra óptica en la realización.

[Fig. 25] Las Figs. 25 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra el elemento desmontable y el elemento

de control de la lente del colimador en la realización.

[Fig. 26] Las Figs. 26 son una vista lateral y una vista en planta que ilustra el elemento desmontable y el elemento

de control de la boquilla de suministro en la realización.

[Fig. 27] La Fig. 27 es una vista en planta en la que la fibra óptica, la lente del colimador y la boquilla de suministro

están dispuestas y configuradas para ser accionadas/controladas en una dirección X-Y por el elemento de control en la realización.

[Fig. 28] La Fig. 28 es una vista en planta en la que la fibra óptica, la lente del colimador y la boquilla de suministro

están dispuestas y configuradas para ser accionadas/controladas en una dirección radial por el elemento de control en la realización.

[Fig. 29] La Fig. 29 es una vista en planta en la que la fibra óptica, la lente del colimador y la boquilla de suministro

están dispuestas y configuradas para ser accionadas/controladas en una dirección circunferencial por el elemento

de control en la realización.

[Fig. 30] La Fig. 30 es una vista en planta en la que la fibra óptica, la lente del colimador y la boquilla de suministro

están dispuestas y configuradas para ser accionadas/controladas en la dirección X-Y, en la dirección radial y en la dirección circunferencial por el elemento de control en la realización.

[Fig. 31] La Fig. 31 es una vista en perspectiva para explicar un ejemplo de material base en la realización.

[Fig. 32] La Fig. 32 es una vista en perspectiva para explicar otro ejemplo de material base en la realización.

[Fig. 33] La Fig. 33 es una vista ampliada de una parte esencial de un aparato de mecanizado por láser de una

cuarta realización a la que se aplica la presente invención.

[Fig. 34] La Fig. 34 es una vista ampliada de una parte esencial que ilustra un caso en el que un puerto interior de la punta de la boquilla del tubo está dispuesto más cerca de un interior que un puerto exterior de la punta boquilla del tubo en la realización.

[Fig. 35] La Fig. 35 es una vista en sección que ilustra un estado de un flujo de chorro del material fundido inyectado

desde la boquilla de suministro.

[Fig. 36] Las Figs. 36 son diagramas de análisis de simulación de un efecto de convergencia de flujo de chorro por una boquilla doble.

[Fig. 37] Las Figs. 37 son fotos de verificación de experimento del efecto de conversión de flujo de chorro por la boquilla doble.

[Descripción detallada de la invención]

[0057] Las realizaciones específicas a las que se aplica la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

(Estructura básica de la primera realización)

[0058] La Fig. 1 ilustra un aparato de mecanizado por láser que es una realización de la presente invención. La Fig. 2 es una vista lateral de un sistema de mecanizado por láser de la realización. La Fig. 3 es una vista lateral que ilustra un ejemplo de soldadura del aparato de mecanizado por láser de la realización. La Fig. 4 es una vista en perspectiva que ilustra otro ejemplo de soldadura del aparato de mecanizado por láser de la realización. El aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización incluye una pluralidad de fibras ópticas 1, una lente de colimador 2 para condensar un haz de láser expulsado de la pluralidad de las fibras ópticas 1, una lente de condensador 3 para condensar los haces de láser que han pasado a través de la pluralidad de lentes de colimador 2 en uno, y una boquilla de suministro 4 para inyectar/suministrar un material fundido 9, y la pluralidad de fibras ópticas 1 están dispuestas en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro 4 (Fig. 1).

[0059] El aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización está unido a una porción de cabezal de mecanizado por láser 101a de un robot articulado de múltiples ejes 101 en un sistema de mecanizado por láser tridimensional 200 tal como se ilustra en la Fig. 2. El sistema de mecanizado por láser tridimensional 200 está compuesto por el robot articulado de múltiples ejes 101 al que se une el aparato de mecanizado por láser 100, un aparato oscilante láser 102, un aparato de suministro de material fundido 103 y una mesa de mecanizado 104, y la parte de cabezal de mecanizado por láser 101a está configurada con capacidad de rotación en múltiples ejes (Fig. 2). El robot articulado de múltiples ejes 101, el aparato oscilante de láser 102 y el aparato de suministro de material fundido 103 se proporcionan con fuentes de energía, y la mesa de mecanizado 104 se configura con capacidad de rotación en múltiples ejes.

[0060] La salida de haz de láser del aparato oscilante de láser 102 se transmite al aparato de mecanizado por láser 100 mediante la fibra óptica 1, por lo que el haz de láser L se expulsa de la fibra óptica 1 del aparato de mecanizado por láser 1 ilustrado en la Fig. 1. Además, el aparato de suministro de material fundido 103 está conectado a una boquilla de suministro 4 del aparato de mecanizado por láser 100 ilustrado en la Fig. 1 y suministra un material fundido 9 a la boquilla de suministro 4 (Fig. 1 y 2).

[0061] En esta realización, la presente invención se aplica a la soldadura por acumulación. La soldadura por acumulación/pulverización térmica es una de las técnicas de reformado de superficies y es una técnica que cubre una superficie de metal con una película de un tipo diferente de metal, cerámica, cermet o similar mediante soldadura o pulverización de metal fundido (material fundido) con el propósito de resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión, resistencia al calor, aislamiento o similares. También se aplica a la reparación de un componente que ha sido corroído y no está en uso debido a la corrosión o abrasión. El metal con la composición requerida y una dimensión (particularmente un espesor) según el propósito se suelda a la superficie del material base (un material metálico a soldar o un material metálico a cortar). Esta técnica se caracteriza por que se obtiene una fuerza de adhesión firme ya que el material base y un material de soldadura se alean mediante soldadura y que una película gruesa se puede formar sin limitación sobre un espesor de una capa de acumulación y es la técnica de reformado de la superficie adecuada para una ubicación susceptible a una gran carga o un impacto.

[0062] La pluralidad de lentes de colimador 2 está dispuesta en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro 4 de modo que el haz de láser de cada una de las fibras ópticas 1 pasa a través del centro de la lente de colimador 2 y se acciona en una actitud paralela. El diámetro de la lente del colimador 2 es igual o menor que un radio de la lente del condensador 3 y está dispuesta perpendicularmente a la boquilla de suministro 4 de manera similar a la lente del condensador 3.

[0063] El diámetro de la lente de colimador 2 es igual o inferior a la mitad de la lente de condensador 3, y las porciones periféricas exteriores de la pluralidad de lentes de colimador 2 están contenidas dentro de un intervalo del diámetro de la lente de condensador 3, y la pluralidad de fibras ópticas 1 puede desplazarse en paralelo en una disposición paralela con respecto a la boquilla de suministro 4. Por lo tanto, sin embargo, la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 se accionan, no se vuelven más grandes que el diámetro de la lente del condensador 3. Es preferible que la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 estén unidas a un elemento desmontable, respectivamente, y que el elemento desmontable esté unido a un elemento de control. Al incluirlos, están configurados para accionarse/controlarse en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro 4 o con respecto a la lente del condensador 3. La lente de condensador 3 incluye la boquilla de suministro 4 para inyectar/suministrar el material fundido 9 en el eje óptico en un centro del mismo (Fig. 1).

[0064] La boquilla de suministro 4 está dispuesta de manera que penetre en la lente del condensador 3. La boquilla de suministro 4 puede ser capaz de accionar el control en un estado que penetra la lente de condensador 3. Como se describió anteriormente, la boquilla de suministro 4 está dispuesta para penetrar casi el centro de la lente del condensador 3 perpendicularmente, y la lente del colimador 2 está dispuesta en la periferia de la boquilla de suministro 4 para estar en paralelo con la lente del condensador 3 (Fig. 1). Las fibras ópticas 1 están dispuestas en la periferia de la boquilla de suministro 4 en paralelo en un intervalo igual. La fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 están dispuestas para estar contenidas en el intervalo del diámetro de la lente del condensador 3. Como el material fundido 9, se usa un material en polvo tal como metal, pero también se puede usar un alambre o similar como el material fundido.

[0065] En esta realización, el haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 pasa a través de la lente del colimador 2 y a continuación, es condensado por la lente del condensador 3, y el haz de láser L se aplica a un material base BM y el material fundido 9 en una posición separada por una distancia predeterminada. Con respecto a la lente del colimador 2 y la lente del condensador 3, el haz de láser L que ha pasado a través de la lente del colimador 2 se aplica sobre el eje O desde un puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro 4 a una superficie del material base. La Fig. 3 es una vista para explicar un ejemplo de la soldadura por acumulación por el aparato 100 en la primera realización. En un lado de la punta de un elemento de soldadura Ma dispuesto en el material base BM, el material fundido 9 se deja caer (se inyecta/deja caer) en una actitud perpendicular, y se aplica un haz de láser La en un intervalo hasta el punto de soldadura. Aunque el haz de láser se proyecta desde la pluralidad de fibras ópticas 1, se puede aplicar no solo sobre el eje O sino también a la periferia del mismo (véase la flecha de La del haz de láser en la Fig. 1). El carácter de referencia Mb es una placa de soporte. La Fig. 4 es una vista para explicar otro ejemplo de la soldadura por acumulación. El material fundido 9 se suministra en una ranura entre el material base BM y el material base BM, y el haz de láser La se aplica en el intervalo del eje O al punto de soldadura. Aunque el haz de láser se proyecta a partir de la pluralidad de fibras ópticas 1, este es un ejemplo de que no solo se irradia el eje O sino también su periferia (véase la flecha de La del haz de láser en la Fig. 1).

(Segunda realización)

[0066] La Fig. 5 es una vista lateral que ilustra el aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización. El aparato de mecanizado por láser 100 incluye una pluralidad de fibras ópticas 1, una pluralidad de lentes de colimador 2 para condensar los haces de láser L expulsados de la pluralidad de fibras ópticas 1, una lente de condensador 3 para condensar el haz de láser L que ha pasado a través de la lente de colimador 2 en una, y una boquilla de suministro 4 que penetra casi el centro de la lente de condensador 3, y las fibras ópticas 1 están dispuestas en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro 4 (Fig. 5).

[0067] En el aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización, mientras que la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 están dispuestas en paralelo con la boquilla de suministro 4, es decir, mientras que la fibra óptica 1 y un eje O1 de la lente del colimador 2 y el eje O de la lente del condensador están en paralelo entre sí, el haz de láser L se expulsa de la fibra óptica 1 y se condensa en el eje O de la lente del condensador 3 o en su periferia desde el puerto de la punta de la boquilla 4a hasta el punto de soldadura (Fig. 5).

[0068] La Fig. 5 es una vista lateral de la soldadura por acumulación mediante la aplicación del haz de láser L al lado mediante el uso de las dos fibras ópticas 1, y dado que el haz de láser L se expulsa de las fibras ópticas 1 mientras se extiende, generalmente se necesita algún sistema de condensación, pero la luz se condensa mediante el uso de la lente en la presente invención. El diámetro de condensación del haz de láser L se puede reducir más mediante la combinación de la lente de condensador 3 y la lente de colimador 2, y se mejoran los rendimientos de condensación de luz. El haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 pasa a través de la lente de colimador 2 y a continuación, es condensado por la lente de condensador 3 y se aplica sobre el eje O de la lente de condensador y en las proximidades de la misma desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hacia el punto de soldadura (Fig. 1 y 5) .

[0069] Las lentes del colimador 2 están dispuestas en paralelo en la periferia de la boquilla de suministro 4 para que el haz de láser L de la fibra óptica 1 pase a través de los centros de las lentes del colimador 2. El diámetro de la lente del colimador 2 es igual o menor que el radio de la lente del condensador 3 y está dispuesto perpendicularmente a la boquilla de suministro 4 de manera similar a la lente del condensador 3. El diámetro de la lente del colimador 2 es igual o menor que la mitad de la lente del condensador 3, y la parte periférica exterior de la lente del colimador 2 está contenida en el intervalo del diámetro de la lente del condensador 3 (Fig. 5).

[0070] Incluso cuando no se utiliza la lente del colimador 2, el haz de láser L expulsado de la fibra óptica 1 se aplica sobre el eje O entre el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 y el punto de soldadura por la lente del condensador 3. En este caso, el diámetro de condensación del haz de láser aplicado L es más ancho en comparación con el caso en el que se utiliza la lente del colimador 2.

[0071] La boquilla de suministro 4 para inyectar/suministrar el material fundido 9 se proporciona en el eje central o en las proximidades del eje central de la lente del condensador 3 (Fig. 5). La Fig. 6 es una vista en sección para explicar un ejemplo de división de la lente de condensador 3 en esta realización. La Fig. 5 ilustra un caso en el que se utiliza la lente de condensador sencilla 3, pero incluso si la lente de condensador simple 3 se divide y se utiliza como lentes de condensador 3a, la luz se puede condensar de manera similar al caso en el que se utiliza la lente de condensador sencilla 3 (Fig. 6).

[0072] La boquilla 4 está dispuesta para penetrar casi el centro de la lente del condensador 3 perpendicularmente, y las lentes del colimador 2 están dispuestas alrededor de la boquilla de suministro 4 para estar en paralelo con la lente del condensador 3. Además, las fibras ópticas 1 están dispuestas en paralelo alrededor de la boquilla de suministro 4 (Fig. 5). Este es un caso en el que el haz de láser único L se aplica al puerto de la punta 9a de la boquilla de suministro 4 haciendo que el diámetro de la boquilla de suministro 4 sea más pequeño y haciendo que un ángulo del puerto de la punta de la boquilla 4a sea nítido. De esta manera, la irradiación al puerto de la punta 4a de la boquilla de suministro 4 se puede realizar cambiando una forma del puerto de la punta 4a de la boquilla de suministro 4 o configurando de manera que la punta de la boquilla de suministro 4 no sobresalga de la lente del condensador 3.

[0073] La Fig. 7(a) es una vista en sección para explicar un caso en el que el gas convergente se suministra desde la periferia de la boquilla de suministro 4 en esta realización. La boquilla de suministro 4 incluye el medio de control de inyección de la boquilla de suministro (no se muestra) con el fin de controlar la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del material fundido 9. Dado que el medio de suministro de gas convergente 10 se dispone integralmente en la periferia de la boquilla de suministro 4, se inyecta un gas convergente 11 desde la periferia del puerto de punta de boquilla 4a de la boquilla de suministro 4. El medio de suministro de gas convergente 10 incluye el medio de control de inyección de gas convergente de modo que se controlen la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del gas convergente 11. El gas convergente 11 se utiliza como gas de protección tal como es. Además, se puede unir otra boquilla para mejorar el rendimiento del blindaje y se puede suministrar el gas desde allí. Por otra parte, la boquilla de suministro 4 puede incluir una boquilla de recuperación para recuperar el material fundido 9. Cabe señalar que la boquilla de suministro 4 comprende una boquilla de suministro doble que incluye el medio de suministro de gas convergente 10 y una boquilla de suministro múltiple que incluye otras funciones en su significado y no se limita a una sola boquilla de suministro. Cabe señalar que en el Ejemplo 4 se describirá en detalle un ejemplo de configuración de la boquilla de suministro doble adecuada para la aplicación del haz de láser L desde el lado hacia el eje O y su proximidad, tal como el presente aparato de mecanizado por láser 100. La Fig. 7(b) es una vista en sección de una forma de un ejemplo en la que la lente de condensador 3 está dispuesta con inclinación. La boquilla de suministro 4 penetra la lente de condensador 3, y al disponer la lente de condensador 3 con inclinación, el haz de láser L de la fibra óptica 1 se puede aplicar al puerto de la punta 4a de la boquilla de suministro 4 más fácilmente.

[0074] Las boquillas de suministro 4 pueden ser proporcionadas en plural, y pueden tener una estructura que una pluralidad de tubos de suministro de material fundido se proporcionan dentro de la boquilla de suministro 4. En ese caso, se controla cada uno de los tubos de suministro de material fundido y se ajusta cada una de las boquillas de suministro 4 para suministrar el material fundido diferente 9.

[0075] La Fig. 8 es una vista lateral que ilustra un ejemplo de irradiación del haz de láser en una dirección vertical mediante el uso de la fibra óptica sencilla en esta realización. El aparato de acumulación de polvo láser 100 de esta realización es capaz no solo de irradiar el haz de láser L hacia un lado, sino también de soldar la acumulación al material base BM desde cualquier dirección. La irradiación a una línea normal en la superficie del material base desde la dirección perpendicular es preferible para una irradiación láser eficiente, y la soldadura por acumulación se lleva a cabo desde arriba del material base b M mediante el control giratorio de la tabla de mecanizado 104 ilustrada en la Fig. 2 o mediante la inversión vertical del material base BM mientras el robot sujeta el material base BM. Cabe señalar que el haz de láser L en la Fig. 8 es un ejemplo en el que el haz de láser L se condensa a una posición P1 en el eje O separada de la posición P en la superficie del material base BM de modo que el haz de láser L se aplica a la periferia del material fundido 9.

[0076] Las Figs. 9 a 22 son vistas laterales y vistas en planta que ilustran el aparato de mecanizado por láser 100 en esta realización. Las Figs. 9 a 22 son ejemplos en los que el material fundido 9, el material base BM y la placa de respaldo Mb se encuentran en el eje O de la lente del condensador (no se muestra), y el haz de láser L se aplica sobre el eje O de la lente del condensador mientras se suministra el material fundido 9.

[0077] La Fig. 9(a) es una vista lateral para explicar un alojamiento en esta realización, y la Fig. 9(b) es una vista en planta del mismo. Una salida de haz de láser de la fibra óptica 1, la lente del colimador 2, la lente del condensador 3 y la boquilla de suministro 4 se alojan preferentemente dentro del alojamiento 6 que tiene una forma cilíndrica (Fig. 9). Suponiendo que el lado del puerto de la punta de la boquilla de suministro 4 es un lado de la punta del alojamiento 6, y un lado opuesto a aquel en el que se encuentra la fibra óptica 1 es un lado del extremo trasero 6b del alojamiento 6, una pluralidad de las fibras ópticas 1 está dispuesta en el lado del extremo trasero 6b del alojamiento 6, y un cable de la fibra óptica 1 está dispuesto para extenderse a un exterior del alojamiento 6. La pluralidad de fibras ópticas 1 está dispuesta de manera correspondiente a cada una de la pluralidad de lentes de colimador 2 de modo que el haz de láser L expulsado de la fibra óptica 1 pase a través de las lentes de colimador 2 (Fig. 9(a)).

[0078] La pluralidad de lentes de colimador 2 se ubica en el medio entre la fibra óptica 1 y la lente de condensador 3 dentro del alojamiento 6 y se dispone de manera que el haz de láser L expulsado de la fibra óptica 1 se condensa por la lente de condensador 3 después de pasar a través de la lente de colimador 2 (Fig. 9(a)), y las lentes de colimador 2 se disponen en la periferia de la boquilla de suministro 4 (Fig. 9(b)). La lente de condensador 3 está dispuesta en el lado de la punta de la carcasa 6, y la boquilla de suministro 4 está dispuesta para penetrar casi el centro de la lente de condensador 3 (Fig. 9). Cabe tener en cuenta que incluso si no se utiliza la carcasa 6, al menos el eje O1 de la lente del colimador 2 tiene un tamaño que pasa a través de la lente del condensador 3.

[0079] Toda la fibra óptica 1, la boquilla de suministro 4 y la lente de condensador 3 no necesariamente tienen que estar alojadas dentro de la carcasa 6, y la carcasa 6 no tiene que tener una forma cilindrica. Al hacer que la forma del alojamiento 6 sea cilíndrica, se puede reducir el tamaño del aparato de acumulación de polvo láser 100, pero la forma puede ser distinta de la cilíndrica y se puede cambiar preferentemente según corresponda según las formas del aparato de mecanizado por láser 100 y sus elementos constituyentes para reducir el tamaño y el peso.

[0080] Las Figs. 10 son vistas en planta que ilustran un ejemplo de configuración de disposición de la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 en esta realización. La Fig. 10(a) es un ejemplo donde la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2 están dispuestas circularmente. La Fig. 10(b) es un ejemplo en el que la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2 están dispuestas al azar en el radio de la lente del condensador 3.

[0081] En esta realización, el eje O entre el puerto de suministro de la boquilla de suministro 4 y el punto de soldadura se puede irradiar en cualquiera de los casos donde se disponen la fibra óptica simple y la lente de colimador sencilla 2 (Fig. 8), el caso donde la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2 están dispuestas linealmente (Fig. 9), el caso donde la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2 están dispuestas circularmente en un intervalo igual (Fig. 10(a)), y el caso donde la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2 están dispuestas al azar en el radio de la lente de condensador 3 (Fig. 10(b)).

[0082] Las Figs. 11 y 12 son vistas laterales para explicar el ajuste de la posición de condensación en la dirección del eje central en esta realización. Las Figs. 11 y 12 son vistas para explicar que cuanto mayor sea la distancia relativa entre la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2, más cerca estará la posición de condensación del haz de láser del puerto de la punta 4a de la boquilla de suministro 4 en el eje de la lente del condensador, y cuanto menor sea la distancia relativa entre la fibra óptica y la lente del colimador, más lejos estará la posición de condensación del haz de láser del puerto de la punta 4a de la boquilla de suministro 4.

[0083] La Fig. 11 ilustra una diferencia en la posición de condensación si una distancia desde la lente del colimador 2 a la lente del condensador 3 es igual a una distancia desde la lente del colimador 2a a la lente del condensador 3, y una distancia desde la fibra óptica 1 a la lente del colimador 2 es diferente de una distancia desde la fibra óptica 1a a la lente del colimador 2a. La posición de condensación del haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 está indicada por P1, y la posición de condensación de un haz de láser L1a proyectado desde la fibra óptica 1a por P1a.

[0084] La fibra óptica 1a ubicada más cerca de una parte trasera que la fibra óptica 1 está separada de la lente del colimador y, por lo tanto, la posición de condensación P1a del haz de láser L1a proyectada desde la fibra óptica 1a se acerca al puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro 4 más que la posición de condensación P1 de L1 proyectada desde el haz de láser L (Fig. 11).

[0085] La Fig. 12 ilustra una diferencia en las posiciones de condensación si la distancia de la fibra óptica 1 a la lente del condensador 3 es igual a la distancia de la fibra óptica 1a a la lente del condensador 3 y la distancia de la fibra óptica 1 a la lente del colimador 2 es diferente de la distancia de la fibra óptica 1a a la lente del colimador 2a. La posición de condensación del haz de láser L que ha pasado a través de la lente del colimador 2 se indica mediante P1 y la posición de condensación de un haz de láser L2a que ha pasado a través de la lente del colimador 2a mediante P2a. La lente del colimador 2a ubicada delante de la lente de colimador 2 está alejada de la fibra óptica 1 y, por lo tanto, la posición P2a donde el haz de láser L2a que ha pasado a través de la lente de colimador 2a se acerca al puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro 4 más que la posición P1 donde el haz de láser L que ha pasado a través de la lente de colimador 2 se condensa (Fig. 12).

[0086] La Fig. 13 es una vista lateral para explicar el ajuste del ángulo de condensación en esta realización. La Fig. 13 es una vista que ilustra que cuando la fibra óptica 1 y la lente del colimador están dispuestas más cerca del eje O de la lente del condensador, el ángulo de condensación del haz de láser se hace más pequeño.

[0087] La fibra óptica 1a y un eje O1a de la lente del colimador 2a están dispuestos en posiciones más cercanas al eje O de la lente del condensador 3 que la fibra óptica 1 y el eje O1 de la lente del colimador 2 (Fig. 13). En este caso, el ángulo de condensación OL1a del haz de láser L1a proyectado desde la fibra óptica 1a tiene el ángulo de condensación menor que el ángulo de condensación OL del haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 (Fig. 13). Cuando se va a soldar un espacio estrecho y pequeño en la soldadura por acumulación de polvo láser, el haz de láser con un gran ángulo de condensación puede no alcanzar el punto de soldadura. Sin embargo, la soldadura se puede realizar haciendo que el ángulo de condensación sea más pequeño. Además, cuando el ángulo de condensación se hace más pequeño, el haz de láser se acerca al eje O y, por lo tanto, el material fundido 9 suministrado desde la boquilla de suministro 4 y que pasa a través del eje O se puede calentar en un amplio intervalo. Además, el ángulo de condensación se puede ajustar sin hacer que el tamaño del aparato sea mayor que el tamaño de diámetro de la lente de condensador 3.

[0088] La Fig. 14 es una vista lateral para explicar el ajuste del diámetro de condensación en esta realización. La Fig. 14 es una vista que ilustra una diferencia en el diámetro de condensación del haz de láser cuando se utiliza la lente del colimador 2 con la misma distancia desde la fibra óptica 1 a la lente del condensador 3 y la distancia focal diferente e ilustra que cuando se utiliza la lente del colimador con una distancia focal corta, el diámetro de condensación se hace más grande.

[0089] Un diámetro de un diámetro de condensación PL formado por un haz de láser L2L cuando se utiliza una lente de colimador de enfoque largo 2L es menor que un diámetro de condensación PS formado por un haz de láser L2S cuando se utiliza una lente de colimador de enfoque corto 2S (Fig. 14). Cuando la irradiación láser se va a aplicar a una estructura cúbica fina en el mecanizado con láser, si se selecciona la lente de colimador de enfoque largo 2L y un plano se va a irradiar ampliamente y se va a mecanizar en un tiempo más corto, el mecanizado se lleva a cabo mediante el uso de la lente de colimador de enfoque corto 2S para hacer que el diámetro del punto de irradiación del haz de láser sea más pequeño. El trabajo de mecanizado por láser implica un enfriamiento rápido, que puede romper la parte soldada por acumulación. Con el fin de evitar esto, se necesita un enfriamiento lento de la porción de soldadura por acumulación. El enfriamiento lento deseado se puede realizar agrandando solo el diámetro de condensación del haz de láser que calienta el material base y calentando la periferia ampliamente. Al llevar a cabo el ajuste del diámetro de condensación tal como se indicó anteriormente, la parte de soldadura de acumulación se puede enfriar lentamente.

[0090] La Fig. 15 es una vista lateral cuando se combinan haces de láser con diferentes longitudes de onda en esta realización. La Fig. 15 es una vista para explicar un ejemplo de mecanizado cuando la longitud de onda proyectada desde la fibra óptica 1 es diferente.

[0091] Los haces de láser con diferentes longitudes de onda se aplican cambiando el haz de láser para que se oscile desde el aparato oscilante de láser 102 (Figs. 2 y 15). Dado que las longitudes de onda del haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 y el haz de láser L1a proyectado desde la fibra óptica 1a son diferentes, se realiza un ajuste según el material y una forma del material base BM. Al igual que en el mecanizado con láser que utiliza un intercambiador de calor N como material base BM (Fig. 31(d)), si las características del material son diferentes entre el material base BM y el material fundido 9, la energía de irradiación de cada haz de láser se ajusta en el mecanizado. El aparato de intercambio de calor N a menudo presenta una forma complicada para hacer una zona de superficie tan amplia como sea posible, lo que hace que los cambios frecuentes de una actitud y una posición del aparato sean necesarios para la soldadura por acumulación, y la reducción de tamaño y peso es importante. En el aparato de mecanizado por láser de la presente invención, el haz de láser se puede reemplazar con un láser de longitud de onda larga o un láser de longitud de onda corta. Dado que el cobre refleja el láser de longitud de onda larga fácilmente y no absorbe energía fácilmente, se necesita el láser de longitud de onda corta. Por otro lado, dado que el acero inoxidable en el lado del material base absorbe incluso el láser de longitud de onda larga fácilmente, el uso del láser de longitud de onda larga con el que una elevada salida es fácil es racional.

[0092] Las Figs. 16 y 17 son vistas laterales para explicar el ajuste de posición de la boquilla de suministro 4 en esta realización.

[0093] La Fig. 16 ilustra un ejemplo de mecanizado cuando la boquilla de suministro está configurada para penetrar casi el centro de la lente del condensador, y la disposición de la boquilla de suministro es diferente en el eje de la lente del condensador. En comparación con el caso de ubicación en el lado posterior como la boquilla de suministro 4B, al fabricar la boquilla de suministro 4 móvil y al acercar el puerto de la punta de la boquilla 4a al material base BM, la inyección del material fundido 9 puede acercarse a la zona de irradiación del haz de láser sin cambiar el ángulo de condensación del haz de láser. La soldadura por acumulación se lleva a cabo mientras el material fundido 9 se funde de forma estable según las características del material fundido 9, y la zona de inyección de material fundido se estrecha o se ensancha.

[0094] La Fig. 17 es un ejemplo de mecanizado de un caso en el que el eje O de la lente del condensador 3 y un eje C de la boquilla de suministro 4 se desplazan entre sí y se disponen. Cuando el eje C de la boquilla de suministro 4 se desplaza desde el eje O (el eje central del aparato de mecanizado por láser) de la lente de condensador 3, la boquilla de suministro 4 se dispone en una posición opuesta a una dirección de avance D del aparato de mecanizado por láser 100, y el material fundido 9 se inyecta, una posición directamente debajo del haz de láser U y una posición de entrada de material fundido G se desplazan entre sí y, por lo tanto, el material fundido 9 se inyecta a un punto en el material base irradiado y calentado de antemano en la soldadura por acumulación de láser, y el proceso de mecanizado por láser en un corto tiempo se hace posible (Fig. 17).

[0095] Las Figs. 18 a 22 son vistas laterales y vistas en planta que ilustran un ejemplo de soldadura acumulada usando una pluralidad de fibras ópticas en esta realización. La Fig. 18(a) es una vista lateral que ilustra un ejemplo de mecanizado en el que dos fibras ópticas 1 y lentes de colimador 2 están dispuestas en el centro de la lente de condensador 3 a una distancia igual, y la Fig. 18(b) es una vista en planta de la misma. La Fig. 19(a) es una vista lateral que ilustra un ejemplo en el que una fibra óptica 1a y una lente de colimador 2a corresponden a que están dispuestas en diferentes posiciones en el eje O1 de la lente de colimador 2a en la configuración de disposición ilustrada en las Figs. 18, y la Fig. 19(b) es una vista en planta de las mismas. De manera similar al caso ilustrado en las Figs.

11, dado que la distancia de la fibra óptica 1a a la lente del colimador 2a es grande, solo el haz de láser L1a proyectado desde la fibra óptica 1a se acerca a la dirección del puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro (Fig. 18(a) y Fig. 19(a)).

[0096] La Fig. 20(a) es una vista lateral que ilustra un ejemplo de mecanizado en el que dos fibras ópticas 1 y dos lentes de colimador 2 están dispuestas linealmente en la dirección radial de la lente de condensador 3 en esta realización, y la Fig. 20(b) es una vista en planta de las mismas. La Fig.21(a) es una vista lateral que ilustra un ejemplo donde una fibra óptica 1 y una lente de colimador 2 corresponden a las que se disponen en diferentes posiciones en el eje O1 de la lente de colimador 2 en la configuración de disposición ilustrada en las Figs. 20. En la Fig. 20(b) y la Fig. 21(b), la configuración de disposición en el plano de la fibra óptica 1, la fibra óptica 1a, la lente de colimador 1, y la lente de colimador 1a es diferente de la configuración de disposición ilustrada en la Fig. 18(b) y la Fig. 19(b), pero en este caso, también, de manera similar al caso ilustrado en la Fig. 11, dado que la distancia desde la fibra óptica 1a a la lente de colimador 2a es grande, solo el haz de láser L1a proyectado desde la fibra óptica 1a se acerca a la dirección de la dirección del puerto de la punta de la boquilla de suministro (Fig. 20(a) y Fig. 21(a)). La Fig. 22(a) es una vista lateral de una carcasa donde seis fibras ópticas 1 y seis lentes de colimador están dispuestas alrededor de la boquilla de suministro 4, y la Fig. 22(b) es una vista en planta de la misma.

[0097] La distancia en el eje O1 desde la fibra óptica 1 hasta la lente del colimador 2 es igual a la distancia en un eje O1C desde la fibra óptica 1c hasta la lente del colimador 2c, la distancia en el eje O1a desde la fibra óptica 1a hasta la lente del colimador 2a es igual a una distancia en un eje O1d desde una fibra óptica 1d hasta una lente del colimador 2d, y la distancia en el eje O1b desde la fibra óptica 1b hasta la lente del colimador 2b es igual a una distancia en un eje O1e desde la fibra óptica 1e hasta una lente del colimador 2e (Fig. 22(a)). En este caso, también, de manera similar al caso ilustrado en la Fig. 11, cuando la distancia relativa de la fibra óptica a la lente del colimador es grande, la posición de condensación del haz de láser proyectado desde la fibra óptica se acerca a la dirección del puerto de la punta de la boquilla de suministro y se irradia (ver las posiciones de condensación P1 a P1e en las Figs.

22).

[0098] Mediante esta realización, mientras que la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 están en la disposición paralela con respecto a la boquilla de suministro 4, es decir, mientras que los ejes de la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 están en paralelo con el eje O de la lente del condensador 3, el haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 puede condensarse en el eje O y su periferia desde el puerto de la punta de la boquilla hasta el punto de soldadura (Fig. 5 a 22). Además, mediante la configuración de disposición de la fibra óptica 1, la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4, el haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 cambia la zona de irradiación en el eje O y su periferia desde el puerto de la punta de la boquilla hasta el punto de soldadura (Figs. 5 a 22). Por lo tanto, incluso si la fibra óptica 1 o la lente del colimador 2 no es impulsada por el miembro de control, la región de irradiación del haz de láser en el eje O se puede cambiar seleccionando la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 que se utilizarán de la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes del colimador 2.

(Tercera realización)

[0099] Las Figs. 23(a) y 23(b) son vistas en perspectiva que ilustran el aparato de mecanizado por láser 100 que es una tercera realización de la presente invención. Las Figs. 24 a 27 son vistas laterales y vistas en planta para explicar el miembro de control 8 y el miembro desmontable 7 del aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización.

[0100] El aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización incluye una pluralidad de las fibras ópticas 1, una pluralidad de las lentes de colimador 2 a través de las cuales los haces de láser L de la pluralidad de fibras ópticas pasan, respectivamente, una lente de condensador 3 para condensar cada uno de los haces de láser L que ha pasado a través de la pluralidad de lentes de colimador 2, y una boquilla de suministro 4 para inyectar/suministrar un material fundido 9. Y la boquilla de suministro 4 está dispuesta de manera que penetre en la lente del condensador 3 o la boquilla de suministro 4 está dispuesta capaz de controlar el accionamiento en un estado que penetre en la lente del condensador 3, y la pluralidad de fibras ópticas 1 está dispuesta en paralelo a lo largo de la boquilla de suministro 4 (Fig. 23). La fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 incluyen un elemento de control para controlar el accionamiento en paralelo con la boquilla de suministro 4 o incluyen un elemento de control para controlar el accionamiento en una dirección radial con respecto a la lente del condensador 3 (Figs. 24 a 27).

[0101] Aquí, explicando usando un ejemplo de la acumulación en una superficie cilíndrica del rodillo (Fig. 23(b)), cuando el haz de láser L se hace avanzar en espiral mientras se gira un rodillo, una dirección de movimiento del haz de láser L es constante y, por lo tanto, una parte de alta temperatura se forma ampliamente en una parte trasera de la porción de irradiación del haz de láser L mediante el suministro del material fundido en estado de polvo 9 dirigido a la parte trasera de la porción de irradiación del haz de láser, y el procesamiento se puede ejecutar de manera altamente eficiente y a una alta velocidad. Además, incluso si una dirección de descarga del material fundido 9 se desplaza dependiendo de un ángulo de inclinación de la superficie cilíndrica del rodillo BW, el eje óptico del haz de láser L se puede alcanzar de manera confiable y se puede ajustar para seguir fácilmente. Además, el material fundido que se ha fundido se puede suministrar mientras que el siguiente lado frontal o el lado posterior se irradia por adelantado para el calentamiento.

[0102] Además, las Figs. 32(a) y 32(b) son ejemplos en los que la boquilla de suministro 4 está dispuesta en una posición desplazada desde el eje óptico en el centro de la lente del condensador 3 y un caso en el que el material fundido 9 se inyecta desde esta boquilla de suministro 4 al punto de soldadura en un estado inclinado. Como se describió anteriormente, el eje óptico del haz de láser L de la fibra óptica 1 dispuesta en la periferia de la boquilla de suministro 4 se puede hacer que golpee incluso el material fundido 9 de la boquilla de suministro 4 en una posición desplazada desde el centro de la lente del condensador 3 y se puede configurar para seguir o se irradia en la periferia de estos puntos de soldadura fácilmente.

[0103] La Fig. 24(a) es una vista lateral que ilustra el elemento desmontable 7 y el elemento de control 8 de la fibra óptica 1 en esta realización y la Fig. 24(b) es una vista en planta de la misma. La fibra óptica 1 está unida al elemento desmontable 7, y el elemento desmontable 7 está unido al elemento de control 8. El elemento de control 8 incluye un riel, un motor y similares y desplaza la fibra óptica 1 en paralelo con o en la dirección perpendicular a la boquilla de suministro 4 mediante el accionamiento del elemento desmontable 7. Por lo tanto, la fibra óptica 1 se acciona/controla en paralelo con la boquilla de suministro 4 o en paralelo con la lente del condensador 3. En otras palabras, se configura capaz de movimiento paralelo o movimiento perpendicular con respecto al eje O de la lente de condensador 3. El haz de láser L se aplica de manera controlada en el eje O de la lente del condensador 3 desde la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura (Figs. 24(a) y 24(b)). La Fig. 24(a) ilustra un ejemplo de que el haz de láser L de la fibra óptica se aplica con un ancho predeterminado La al material fundido 9.

[0104] La Fig. 25(a) es una vista lateral que ilustra el elemento desmontable 7 y el elemento de control 8 de la lente del colimador en esta realización, y la Fig. 25(b) es una vista en planta de los mismos. La lente del colimador 2 se une al elemento desmontable 7, y el elemento desmontable 7 se une al elemento de control 8, mediante lo cual la lente del colimador 2 se acciona en paralelo o perpendicularmente al eje O de la lente del condensador 3 por el elemento de control 8. En otras palabras, el elemento de control 8 acciona la lente del colimador 2 en paralelo o perpendicularmente a la boquilla de suministro 4. El haz de láser L se aplica de manera controlada sobre el eje O de la lente del condensador 3 desde la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura (Figs. 25(a) y 25(b)). Cabe señalar que, al realizar la reducción del tamaño y el peso del aparato, la lente del colimador 2 está configurada preferentemente para ser accionada/controlada por un elemento desmontable 7B y un elemento de control 8B para estar contenida en el radio de la lente del condensador 3. Por ejemplo, cuando la lente de condensador 3 debe alojarse en la carcasa, la lente de colimador 2 se acciona/controla para que esté contenida en el diámetro de la lente de condensador 3. Cuando no se utiliza el alojamiento, el alcance de la lente del colimador 2 no está limitado y, por lo tanto, el alcance de la lente del colimador 2 no está necesariamente contenido en el diámetro de la lente del condensador 3.

[0105] La lente del condensador 3 está dispuesta en una posición fija, pero puede ser desmontable por el elemento desmontable o puede ser controlable por el elemento de control. Además, la lente de condensador sencilla 3 puede dividirse en una pluralidad de piezas (Fig. 6), y cada una de las lentes de condensador divididas 3a puede ser capaz de controlar la condensación o reemplazar la lente mediante la unión del elemento desmontable y el elemento de control a cada una de ellas.

[0106] La Fig. 26(a) es una vista lateral que ilustra el elemento desmontable 7 y el elemento de control 8 de la boquilla de suministro 4 en esta realización, y la Fig. 26(b) es una vista en planta de los mismos.

[0107] La boquilla de suministro 4 está unida al elemento desmontable, y el elemento desmontable está unido al elemento de control de modo que un elemento de control 8C esté configurado capaz de desplazamiento paralelo o desplazamiento perpendicular de la boquilla de suministro 4 con respecto al eje O de la lente de condensador 3. Es decir, la boquilla de suministro 4 se desplaza perpendicularmente o en paralelo en la dirección radial de la lente del condensador 3 para pasar a través de casi el centro de la lente del condensador 3. El material fundido 9 se suministra desde la boquilla de suministro 4 al eje O de la lente del condensador 3 y a su periferia desde la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura (Fig. 26).

[0108] Como un elemento de control específico de la fibra óptica 1, se puede considerar la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4, un motor de bobina de voz o un motor lineal empleado en una función de enfoque automático de una cámara o similares, por ejemplo. Además, como un procedimiento de unión/separación de la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2, así como la boquilla de suministro 4, la unión/separación y el reemplazo se pueden llevar a cabo almacenándolos en un soporte de tipo deslizante e insertándolos/retirándolos. La fibra óptica 1, la lente del colimador 2, la lente del condensador 3 y la boquilla de suministro 4 se accionan/controlan mediante mecanismos similares y se accionan de forma sincrónica o individual.

[0109] Las Figs. 27 a 30 son vistas en planta que ilustran ejemplos de configuración de disposición de la fibra óptica 1, la lente del colimador 2, la lente del condensador 3 o la boquilla de suministro 4 de esta realización con respecto al elemento de control y el elemento desmontable. La Fig. 27 es un ejemplo de disposición en la que están configurados para ser accionados/controlados por el elemento de control 8 y el elemento desmontable 7 en la dirección X-Y. La Fig. 28 es un ejemplo de disposición en la que están configurados para accionarse/controlarse radialmente. La Fig. 29 es un ejemplo de disposición en la que están configurados para accionarse/controlarse en una dirección circunferencial. La Fig. 30 es un ejemplo de disposición en la que se accionan/controlan libremente en la dirección X-Y, en la dirección radial y en la dirección circunferencial.

[0110] En esta realización, dado que la fibra óptica 1, la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4 se desplazan en paralelo con el eje O de la lente del condensador 3 (Figs. 24 a 26), mediante el empleo de la configuración de disposición ilustrada en las Figs. 27 a 30, se desplazan en direcciones superior, inferior, derecha e izquierda, en dirección diagonal superior, inferior, derecha e izquierda y una dirección circunferencial a un eje radial de la lente del condensador. El elemento de control 7 es una porción de control del aparato de mecanizado por láser y lleva a cabo una conducción sincrónica o una conducción individual. La Fig. 24(a) es un ejemplo en el que se llevan a cabo la desconcentración, así como la irradiación y la fusión del material fundido 9. Además, el haz de láser se puede desenfocar en la extensión después de enfocarse una vez y luego aplicarse al material fundido 9 para fundirse (Fig. 24(a)).

[0111] El procedimiento de control de la condensación de la tercera realización utiliza una propiedad de las lentes ilustradas en las Figs. 11 a 17 de la segunda realización, y al conducir/controlar la fibra óptica 1, la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4 por el elemento de control para cambiar la disposición, el haz de láser L proyectado desde la fibra óptica 1 se aplica sobre el eje O y a la periferia del mismo desde el puerto de la punta de la boquilla 4a hasta el punto de soldadura.

[0112] En el control de condensación en el eje central (eje), al hacer que la distancia relativa entre la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 sea mayor por el elemento de control 8, la posición de condensación P del haz de láser L se puede acercar a la dirección del puerto de la punta de la boquilla de suministro 4 (Fig. 11). Al reducir la distancia relativa entre la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 mediante el elemento de control 8, la posición de condensación P del haz de láser L se lleva a cabo mediante la separación de la dirección del puerto de la punta de la boquilla de suministro 4 (Fig. 12). Por lo tanto, la distancia relativa entre la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 se cambia por el desplazamiento paralelo de la fibra óptica 1 o la lente del colimador 2 con respecto al eje O, y la aplicación del haz de láser L se controla en una zona de suministro R (en el eje O) del material desde la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura mientras que la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 están en la disposición paralela con respecto a la boquilla de suministro 4.

[0113] Con respecto al control del ángulo de condensación del haz de láser L, el ángulo de condensación OL1 del haz de láser L1 se ajusta mediante el control de la distancia relativa desde la fibra óptica 1 y el eje O1 de la lente del colimador 2 al eje O de la lente del condensador 3 mediante el accionamiento sincrónico de la fibra óptica 1 y el elemento de control 8 de la lente del colimador 2 (Fig. 13). Tenga en cuenta que, si el ángulo de condensación no se ajusta, la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 se disponen en paralelo con la boquilla de suministro de polvo 4 y se desplazan solo en paralelo y, por lo tanto, sin embargo, la fibra óptica 1 o la lente del colimador 2 se acciona, no se vuelve más grande que el diámetro de la lente del condensador 3.

[0114] El control del diámetro de condensación del haz de láser L se lleva a cabo proporcionando el miembro desmontable 7 en la lente del colimador 2 y reemplazando la lente del colimador 2 con una lente con una distancia focal diferente (Fig. 14).

[0115] En el caso del control de irradiación de haz de láser con una longitud de onda diferente, se lleva a cabo mediante el elemento desmontable 7, que es un mecanismo para unir/separar la fibra óptica 1 (Fig. 15).

[0116] Cuando la boquilla de suministro 4 incluye el elemento de control, se configura para penetrar casi el centro de la lente de condensador 3 por el elemento de control 7 y se desplaza perpendicularmente a la lente de condensador 3 de modo que la distancia desde el puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro 4 al material base BM se hace más pequeña, y la inyección de material fundido se puede acercar a la zona de irradiación del haz de láser sin cambiar el ángulo de condensación del haz de láser, y el material fundido 9 se puede fundir de forma estable según las características del material fundido 9. La soldadura por acumulación se puede llevar a cabo mientras la zona de inyección de material fundido se estrecha o ensancha (Fig. 16). Además, la posición de condensación se puede ajustar a una posición cercana a la lente de condensador 3 al desplazar la boquilla de suministro 4 en una dirección de un extremo posterior de la carcasa por el elemento de control 7 para cambiar el ángulo de condensación del haz de láser. Además, dado que puede estar contenido dentro de la carcasa 6, los tamaños de la carcasa y el aparato de mecanizado por láser pueden reducirse (no se muestran).

[0117] El eje C de la boquilla de suministro 4 se desplaza desde el eje O (eje central del aparato de mecanizado por láser) de la lente de condensador 3 al desplazar la boquilla de suministro 4 en paralelo con la dirección de diámetro de la lente de condensador 3 por el elemento de control 7 para disponer el eje O de la lente de condensador 3 y el eje C de la boquilla de suministro 4 de manera cambiante en la disposición, y cuando la boquilla de suministro 4 se dispone en una posición opuesta a la dirección de avance D del aparato de mecanizado por láser 100 y se inyecta el material fundido 9, la posición directamente debajo del haz de láser U y la posición de entrada de material fundido G se desplazan entre sí y, por lo tanto, se hace posible una entrada de material fundido más eficiente al ingresar el material fundido más cerca de la zona de irradiación de haz de láser con respecto a la dirección de avance de soldadura, y se hace posible el proceso de mecanizado por láser en un tiempo corto(Fig. 17).

[0118] La unión del elemento desmontable 7 a la boquilla de suministro 4 permite el uso adecuado de la boquilla de suministro 4 según el tipo de material fundido 9. Además, la unión del elemento desmontable a cada uno facilita el reemplazo en el fallo en la fibra óptica 1, la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4.

[0119] El material fundido 9 inyectado desde la boquilla de suministro 4 es capaz de irradiar el haz de láser libremente en el eje O desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta la superficie del material base mediante el accionamiento de cada una de la fibra óptica 1, la lente del colimador 2 y la boquilla de suministro 4 y, por lo tanto, el material fundido 9 se puede fundir directamente o se puede suministrar a la superficie del material base en un estado fundido.

[0120] La Fig. 23 es una vista en perspectiva del aparato de mecanizado por láser 100 en esta realización y es una vista para explicar que cuando el proceso de mecanizado por láser se lleva a cabo mediante el uso de una pluralidad de las fibras ópticas 1 y una pluralidad de las lentes de colimador 2, el mecanizado por láser diversificado se puede realizar mediante el ajuste de accionamiento de la pluralidad de las fibras ópticas 1, la pluralidad de lentes de colimador 2 y la boquilla de suministro 4 de forma independiente o en sincronización.

[0121] Al cambiar una distancia d1 desde un puerto de eyección de la fibra óptica 1 a la lente del colimador 2 o al cambiar una distancia d2 desde la lente del colimador 2 a la lente del condensador 3, el control de irradiación se ejecuta en el eje O desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura o en sus proximidades independientemente de la otra irradiación de haz de láser. Como resultado, la irradiación según el número de fibras ópticas 1 o el número de lentes de colimador 2 se vuelve posible en la zona R desde el lente de condensador hasta el punto de soldadura P en la superficie del material base (Figs. 11, 12 y 23).

[0122] Además, mediante el accionamiento sincrónico de la fibra óptica 1 y la lente del colimador 2 para cambiar una distancia d3 desde la fibra óptica 1 o la lente del colimador 2 hasta la boquilla de suministro 4, el ángulo de condensación se controla según el número de fibras ópticas 1 o el número de lentes del colimador 2 (Figs. 13 y 23).

[0123] Además, al proporcionar el elemento desmontable en cada una de las lentes de colimador 2 para reemplazar la lente de colimador 2 a la que tiene una distancia focal diferente, el diámetro de condensación se controla según el número de las fibras ópticas 1 y el número de las lentes de colimador 2 (Fig. 14), y al reemplazar cada una de las fibras ópticas 1 por el elemento desmontable, se proyectan los haces de láser con diferentes longitudes de onda en número según el número de las fibras ópticas (Fig. 15). Dado que este aparato de mecanizado por láser 100 incluye una pluralidad de las fibras ópticas 1 y una pluralidad de las lentes de colimador 2, el ajuste del diámetro de condensación o la irradiación del haz de láser con una longitud de onda diferente puede llevarse a cabo sin unión/desprendimiento y reemplazo durante el proceso de mecanizado por láser si los números están dentro de los intervalos (Fig. 23).

[0124] Además, dado que la boquilla de suministro 4 incluye el elemento de control 7C, cuando el ajuste de la posición de entrada de material fundido se realiza durante el proceso de mecanizado por láser (Fig. 16) y se utiliza la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2, la posición de inyección R2 del material fundido 9 se puede cambiar al cambiar una posición (zona móvil) d5 de la boquilla de suministro 4 ilustrada en la Fig. 23.

[0125] Además, dado que se proporcionan la pluralidad de fibras ópticas 1 y la pluralidad de lentes de colimador 2, el haz de láser L utilizado para la irradiación se puede cambiar instantáneamente para cambiar la cantidad de irradiación o el intervalo de irradiación se puede cambiar sin reemplazar la fibra óptica 1. Además, al cambiar el haz de láser L que se utilizará, la distancia R desde la posición directamente debajo del haz de láser a la posición de entrada del material fundido 9 se puede cambiar instantáneamente sin accionar la boquilla de suministro por el elemento de control.

[0126] En esta realización, la pluralidad de fibras ópticas 1 y las lentes de colimador 2 se pueden montar siempre que los números estén contenidos en el intervalo de la lente de condensador 3, y una pluralidad de puntos entre una parte de abertura de inyección de la boquilla de suministro 4 y el punto de soldadura en la superficie del material base se puede irradiar aún en la disposición paralela (Fig. 23).

[0127] Por lo tanto, cualquiera de los siguientes se puede realizar sin aumentar un tamaño del aparato mayor que el diámetro de la lente del condensador 3: 1. cuando cada uno de los puntos de irradiación se desplaza a lo largo del tiempo mediante el ajuste de las posiciones de la pluralidad de lentes de colimador 2; 2. cuando el ángulo de irradiación de cada uno se cambia con el tiempo al desplazar la lente del colimador 2 y la fibra óptica 1 en sincronización; 3. cuando la longitud de onda del haz de láser debe cambiarse al cambiar la fibra óptica 1; 4. cuando el diámetro de condensación se ajusta al cambiar la lente del colimador 2 con una distancia focal diferente; y 5. cuando aumenta el número de las fibras ópticas 1 o las lentes del colimador 2.

[0128] En esta realización, se ilustra que la lente de colimador 1 y la lente de condensador 3 tienen un círculo perfecto, pero no tienen que tener una forma circular perfecta siempre que el haz de láser de la fibra óptica 1 se pueda condensar. Se puede cambiar a varias formas tales como un triángulo, un trapezoide, una forma de abanico, una forma de diamante y similares según corresponda. Por ejemplo, si la lente de condensador 3 y el alojamiento 6 se forman en una forma poligonal de Reuleau, es posible controlar un cable de la fibra óptica 1 de manera variable y, por lo tanto, el aparato de mecanizado por láser puede entrar en una esquina de una estructura cúbica fina y aplicar el proceso de mecanizado. Cuando se utiliza la lente de condensador que tiene una forma circular perfecta, al dar forma a la lente de condensador para abarcar tantas fibras ópticas 1 y lente de colimador 2 como sea posible sin un espacio en el círculo perfecto, se puede realizar la reducción de un tamaño, un peso y un coste. Su forma se cambia preferentemente según sea adecuado según una forma y un diseño de un elemento constituyente del aparato de mecanizado por láser 100.

[0129] Convencionalmente, ha habido un aparato de mecanizado por láser en el que una trayectoria óptica del haz de láser se cambia mediante el uso de un elemento de polarización tal como un prisma que no sea el procedimiento de recolección del haz de láser a un punto focal mediante el uso de una lente de condensador tal como una lente de colimador y una lente de condensador, pero cuando se utiliza el prisma, ya que el prisma tiene solo una función de refracción de la luz en una dirección, se necesita una lente para la condensación de la luz. Por lo tanto, si se utiliza el prisma, el prisma en sí y un elemento de unión para fijar el prisma también se necesitan por separado, y el número de componentes en exceso aumenta en comparación con el caso en que solo se utilizan la lente del colimador y la lente del condensador. Si se utiliza un elemento de polarización como el anterior, se necesita una pluralidad de elementos de polarización correspondientes a la cantidad de fibras ópticas y dado que se necesitan varios elementos de unión según la cantidad de la pluralidad de elementos de polarización para unirse al aparato de acumulación de polvo láser, se aumenta el tamaño y el peso del aparato. Además, dado que el haz de láser se distorsiona al pasar a través del prisma, su rendimiento de condensación de luz se deteriora. Por lo tanto, el uso de solo la lente como el aparato de condensación es deseable desde un punto de vista de un tamaño del aparato de mecanizado por láser y también desde un punto de vista del rendimiento de condensación de luz. Sin embargo, dado que la boquilla de suministro en la presente invención está dispuesta de manera que penetre en la lente del condensador, existe la necesidad de perforar un orificio en la lente del condensador individual o dividir y disponer la lente del condensador individual. Con el fin de evitar tal situación, el prisma, la lente del colimador y la lente del condensador se pueden utilizar al mismo tiempo.

[0130] Tal como se describió anteriormente, al emplear dicha configuración en este ejemplo, la boquilla de suministro 4 pasa a través de una parte central de la lente de condensador 3 tal como se ilustra en la Fig. 23 y la pluralidad de fibras ópticas 1 pueden irradiar el material fundido 9 o el material base BM todavía en la disposición paralela con respecto a la boquilla de suministro 4. Mientras se opera el aparato de mecanizado por láser 100 y se ejecutan varios tipos de control, la pluralidad de fibras ópticas 1, la pluralidad de lentes de colimador 2 y la boquilla de suministro 4 se controlan para no extenderse más allá del diámetro de la lente de condensador 3. Por lo tanto, el área de sección de la carcasa utilizada para el aparato de acumulación de mecanizado por láser puede ser igual al diámetro de la lente de condensador 3.

[0131] Convencionalmente, ha habido un aparato de acumulación de polvo láser para condensar el haz de láser mediante el uso de la lente del colimador y la lente del condensador, pero el número de lentes del condensador para condensar el haz de láser no es uno, sino que el número de acuerdo con el número de lentes del colimador era necesario. Además, en el aparato convencional, varios elementos de unión según el número de lentes de condensador debían unirse al aparato de acumulación de polvo láser.

[0132] Mediante la invención de la presente solicitud, se puede realizar una reducción de tamaño del aparato en comparación con un aparato que ha estado convencionalmente presente y en el que no están integrados un aparato de calentamiento por láser y una boquilla de suministro, un aparato en el que la boquilla de suministro está dispuesta en una superficie lateral del aparato de calentamiento por láser, y un aparato en el que la pluralidad de fibras ópticas no están dispuestas en paralelo con la boquilla de suministro. Además, dado que solo se necesita una lente de condensador 3 y los diversos elementos de unión según eso en comparación con el aparato de acumulación de polvo láser convencional, se puede reducir el tamaño, el peso y el coste del aparato.

[0133] Como objetos que se aplicarán al aparato de mecanizado por láser 100 de esta realización, el aparato se utiliza en un caso de soldadura por acumulación de polvo de un borde de corte Da de una broca D (Figs. 31(a)(b)) y un caso de soldadura por acumulación de polvo de un borde de corte Ta de una hoja de turbina T (Fig. 31(c)). La Fig. 31(c) es un diagrama esquemático de un intercambiador de calor N en el caso en que se realiza la soldadura por acumulación de polvo láser, tomando el intercambiador de calor N como material base. En el caso del intercambiador de calor N con irregularidad en una periferia exterior, es necesario soldar un material diferente tal como cobre a la superficie del material base tal como inoxidable, pero en este caso, una temperatura del haz de láser L para calentar/fundir el material fundido 9 y una temperatura del haz de láser para calentar el material base BM deben ser diferentes. Esto se debe a que, si el material base se calienta a una temperatura para calentar/fundir el material fundido, se puede producir deformación o decoloración en el material base y, por lo tanto, la temperatura de calentamiento del material base debe ajustarse a una temperatura adecuada inferior a la temperatura de calentamiento del material fundido. El aparato de mecanizado por láser 100 de la presente invención es capaz de ajustar cada una de las temperaturas de calentamiento mediante el ajuste independiente de las longitudes de onda, salidas y diámetros de condensación del haz de láser L para calentar/fundir el material fundido 9 y el haz de láser L para calentar/fundir el material base.

[0134] El material del material fundido no se limita al cobre, pero puede incluir muchos materiales tales como un material con reflexión fuerte, un material que tiene un punto de fusión alto y similares, por ejemplo. Cuando el material fundido hecho de dicho material se va a soldar por acumulación, la irradiación láser diferente de la del material base es importante de manera similar al caso del cobre, pero en la presente invención, el diámetro de condensación y la cantidad de energía de irradiación del haz de láser se pueden cambiar y la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del material de moldeo se pueden cambiar y, por lo tanto, se puede realizar un mecanizado por acumulación rápido. Cabe señalar que en el caso de este ejemplo, el eje O desde el puerto de la punta de la boquilla 4a de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura se puede someter a diferentes irradiaciones láser según el número de fibras ópticas. Además, cada uno de los haces de láser L puede someterse a control de irradiación de haz de láser mediante el elemento desmontable o el elemento de control.

(Cuarta realización)

[0135] La Fig. 33 es una vista en sección que ilustra el aparato de mecanizado por láser 100 que es una cuarta realización de la presente invención.

[0136] La Fig. 33 es una vista ampliada de una parte esencial que ilustra un caso en el que una boquilla de suministro doble de manera similar a la Fig. 7(a) se dispone (proyecta, sobresale) hacia fuera desde (delante de) un puerto de la punta de la boquilla (puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior) 42a de una boquilla del tubo exterior 42. La Fig. 34 es una vista ampliada de una parte esencial que ilustra un caso en el que, contrariamente a la Fig. 33, el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a está dispuesto (proyectos, sobresale) hacia el interior del puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a.

[0137] La Fig. 7(a) ilustra brevemente un ejemplo de la boquilla de suministro doble en la que la boquilla de suministro 4 comprende el medio de suministro de gas convergente 10 en la periferia del mismo, mientras que en esta realización, se ilustra un ejemplo de la boquilla de suministro doble optimizada para un caso de irradiación del haz de láser L desde el lado hacia el eje O de la lente de condensador 3 y su proximidad como el aparato de mecanizado por láser 100 de la presente invención. En esta realización, la boquilla de suministro 4 se compone de una boquilla del tubo interior 41 para suministrar el material fundido 9 y una boquilla del tubo exterior 42 dispuesta en la periferia exterior de la boquilla del tubo interior 41. Es decir, un espacio entre la boquilla del tubo interior 41 y la boquilla del tubo exterior 42 es un canal g para el gas convergente (gas de protección) 11, y el medio de suministro de gas convergente (gas de protección) 10 está compuesto por la boquilla del tubo interior 41, la boquilla del tubo exterior 42 y el canal g (Fig. 33) .

[0138] El puerto de la punta de la boquilla (puerto de la punta de la boquilla del tubo interior) 41a de la boquilla del tubo interior 41 está dispuesto (se proyecta, sobresale) hacia fuera desde (delante de) el puerto de la punta de la boquilla (puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior) 42a de la boquilla del tubo exterior 42 (Fig. 33). En la presente invención, dado que el haz de láser L es capaz de irradiar el eje O de la lente de condensador 3 desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura y sus inmediaciones, el material fundido 9 a inyectar también se suministra preferentemente de forma estable con una cantidad igual y una presión igual sobre el eje O de la lente de condensador 3 desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura y sus inmediaciones. Como se ilustra en la Fig. 33, dado que el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a está dispuesto (se proyecta, sobresale) hacia fuera desde el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a, el gas convergente 11 puede extenderse en una dirección hacia fuera 11out (dirección lejos del eje O) fácilmente en comparación con el caso en que el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a está dispuesto hacia dentro desde el puerto de la boquilla de la boquilla del tubo exterior 42a (Fig. 34). Por lo tanto, el material fundido 9 no está excesivamente convergido a la proximidad del puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a para que se inyecte como una línea recta delgada y larga. Por lo tanto, dado que una zona convergente 9r del material fundido se extiende como una línea recta delgada y larga en el eje O de la lente de condensador desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura y sus proximidades, el haz de láser L se puede aplicar más fácilmente, y la irradiación con el haz de láser L se puede llevar a cabo fácilmente incluso en el eje O separado del puerto de la punta del tubo interior 41a por alguna distancia (Fig. 33).

[0139] La Fig. 34 es una vista ampliada de una parte esencial que ilustra el caso en el que, contrariamente a la Fig. 33, el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a está dispuesto (se proyecta, sobresale) hacia dentro desde el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a, y este es un ejemplo comparativo con la Fig. 33. El puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a y el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a forman un espacio interior 41f delante del puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a. Cuando el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a se dispone hacia dentro desde el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a como en la Fig. 34, el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a suprime la inyección del gas convergente 11 en la dirección hacia fuera 11out (lateralmente, en la dirección alejada del eje O), y no es probable que el gas convergente 11 se extienda en la dirección hacia fuera. El gas convergente 11 se inyecta en una dirección hacia el interior 11in (dirección hacia el eje O) en el espacio interior 41f, y la inyección fluye en la dirección hacia el interior 11in chocan entre sí de modo que el material fundido en polvo 9 se puede difundir más fácilmente. La región convergente 9r del flujo de chorro del gas convergente 11 en la Fig. 34 está contenida en una zona corta en las proximidades del puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a y el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a. En comparación con la Fig. 33, el flujo de chorro se encuentra más cerca del puerto de inyección de la boquilla de suministro 4, la zona convergente es más corta y es más probable que el material fundido en polvo 9 se difunda en todas las direcciones posibles, de modo que la soldadura por acumulación se lleva a cabo con una distancia más corta entre el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 (las proximidades del puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a y el puerto de la boquilla del tubo exterior 42a) y el material base BM. La proximidad al material base BM genera un flujo de chorro opuesto, que difunde el material fundido en polvo 9 más fuertemente a todas las direcciones posibles. Para aprovechar una ventaja del aparato de mecanizado por láser 100 de la presente invención de que el haz de láser L se puede aplicar sobre el eje de la lente del condensador desde el puerto de inyección de la boquilla de suministro 4 hasta el punto de soldadura y sus proximidades, el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a se dispone preferentemente (proyecta, sobresale) hacia fuera desde (delante de) el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a como en la Fig. 33 en la que la región convergente 9r del material fundido se extiende como una línea recta delgada y larga.

[0140] Además, en la boquilla de suministro 4 en el ejemplo ilustrado en la Fig. 33, la boquilla del tubo interior 41 comprende el medio de control de inyección de la boquilla de suministro (no se muestra) para controlar la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del material fundido 9. Además, en la boquilla de suministro 4 de este ejemplo, el medio de suministro de gas convergente 10 compuesto por la boquilla del tubo interior 41, la boquilla del tubo exterior 42 y el canal 9 comprende el medio de control de inyección de gas convergente (no se muestra) para controlar la cantidad de inyección, la velocidad de inyección y el intervalo de inyección del gas convergente 11. La Fig. 35(a) es una vista que ilustra un estado del flujo de chorro del material fundido 9 inyectado desde una única boquilla de suministro. La Fig. 35(b) es una vista que ilustra un estado del flujo de chorro del material fundido 9 inyectado desde una boquilla de suministro doble. Tal como se ilustra en la Fig. 35(a), la boquilla de suministro ordinaria 4 (la boquilla sencilla o la boquilla que tiene solo la boquilla del tubo interior 41) que comprende ningún medio de suministro de gas convergente 10 difunde el flujo de chorro del material fundido 9, mientras que la boquilla de suministro 4 (la boquilla doble o la boquilla que incluye la boquilla del tubo interior 41 y la boquilla del tubo exterior 42) que comprende el medio de suministro de gas convergente 10 puede converger el flujo de chorro en el que el material fundido de la boquilla del tubo interior 41 se mezcla mediante el gas convergente 9 (flujo de gas) del medio de suministro de gas convergente 10.

[0141] Las Figs. 36 son diagramas de análisis de simulación que verifican un efecto de convergencia de flujo de chorro de la boquilla doble utilizando análisis de simulación. Las Figs. 37 son fotos de verificación que verifican el efecto de convergencia de flujo de chorro de la boquilla doble en experimentos. La Fig. 36(a) muestra una boquilla de suministro ordinaria 4 (la boquilla individual o la boquilla que incluye solo la boquilla del tubo interior 41) que no comprende ningún medio de suministro de gas convergente 10 e ilustra la presión de inyección del material fundido 9 inyectado desde la boquilla de suministro 4. La Fig. 37(a) es una foto de verificación experimental de la misma boquilla que la de la Fig. 36(a). La Fig. 36(b) muestra la boquilla de suministro 4 (la boquilla doble o la boquilla que consiste en la boquilla del tubo interior 41 y la boquilla del tubo exterior 42) que comprende el medio de suministro de gas convergente 10, e ilustra la presión de inyección del material fundido 9 inyectado desde la boquilla de suministro 4. La Fig. 37(b) es una foto de verificación experimental de la misma boquilla que la de la Fig. 36(b).

[0142] En la Fig. 36(a), el material fundido 9 no converge sino que se difunde, y la presión de inyección disminuye rápidamente en el eje a 4 mm del puerto de punta 4a de la boquilla de suministro 4. Esto también es evidente a partir de la foto de verificación experimental del efecto de convergencia del flujo de chorro utilizando la misma boquilla (Fig. 37(a)). Por otro lado, en la Fig. 36(b), el material fundido 9 inyectado desde la boquilla del tubo interior 41 es convergido por el medio de suministro de gas convergente 10, y el flujo de inyección del gas convergente ayuda a una velocidad de flujo del flujo de inyección del material fundido 9, de modo que se mantiene una zona (longitud de núcleo) con una alta presión de inyección. En la foto de verificación experimental del efecto de convergencia del flujo de chorro utilizando la misma boquilla, también, se puede confirmar que se mantiene la región (longitud del núcleo) con la alta presión de inyección (Fig. 37(b)). Es decir, en la Fig. 36(b) y en la Fig. 37(b), la presión de inyección rara vez se cambia en el eje a 4 mm del puerto de punta 4a de la boquilla de suministro 4, y una zona adecuada para aplicar el haz de láser L se mantiene por mucho tiempo.

[0143] Al hacer que la presión de inyección del gas convergente 11 del medio de control de inyección de gas convergente sea mayor que la presión de inyección del material fundido 9 mediante el medio de control de inyección de la boquilla de suministro, se puede obtener un efecto (efecto convergente de flujo de chorro) de convergencia del flujo de chorro del material fundido 9 (Fig. 36(b)). Una relación entre a una presión de inyección a del material fundido 9 por el medio de control de inyección de boquilla de suministro y una presión de inyección p del gas convergente 11 del medio de control de inyección de gas convergente es preferentemente la presión de inyección a del material fundido 9: presión de inyección p del gas convergente = 1 : 3 a 1 : 4, y la presión de inyección a del material fundido 9 es preferentemente lo más baja posible (Fig. 36(b)). Esto se debe a que, si la presión de inyección a es baja, una cantidad de suministro del material fundido 9 por unidad de tiempo disminuye de modo que se puede reducir un coste, y si la presión de inyección a es alta, el efecto convergente del material fundido 9 se debilita. En el caso de la boquilla doble, la distancia desde el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a hasta la posición de condensación del haz de láser L es preferentemente ajustable. Además, se incluye preferentemente un mecanismo para ajustar las posiciones relativas de la boquilla del tubo interior 41 y de la boquilla del tubo exterior 42 y para desplazar cualquiera de ellas en paralelo con el fin de ajustar la posición de condensación del flujo de inyección.

[0144] Como material de la boquilla de suministro 4, también se puede utilizar un material transmisor de luz que transmite el haz de láser L además de un material metálico general. Como material transmisor de haz láser, se puede considerar vidrio y plástico, y también se puede usar un material utilizado para la lente del condensador o la lente de colimador. Como se puede considerar el vidrio, vidrio de borosilicato, vidrio de cuarzo, vidrio de sosa, vidrio de plomo y similares, y es preferible un material óptico sometido a tratamiento de resistencia al calor o tratamiento de refuerzo. Cuando se va a usar el mismo material que el material de vidrio para la lente, se puede clasificar en vidrio de corona y vidrio de piedra en función de una diferencia en las características de distribución de longitud de onda (número Abbe), pero se puede usar cualquiera de ellos, y dado que un tipo de vidrio de borosilicato a base de vidrio de corona, por ejemplo, se puede considerar que BK7 se ha hecho un nombre común y se utiliza convencionalmente para una lente y un prisma. El vidrio de cuarzo puede ser vidrio de cuarzo natural, o puede ser vidrio óptico de cuarzo sintético fabricado solo a partir de dióxido de silicio puro y que no contiene otros componentes, también se puede utilizar cuarzo sintético para láser excimer, cuarzo sintético anhidro y similares. Como plástico, se utilizan aquellos que tienen transparencia e índice de refracción igual a los del vidrio, y se puede considerar el ADC (alilo diglicol carbonato), por ejemplo.

[0145] Mediante el uso del material transmisor de luz que transmite el haz láser L como el material de la boquilla de suministro 4, la proximidad del puerto de la punta de la boquilla 41a (o 42a) de la boquilla de suministro 4 puede irradiarse con el haz láser L. Cuando el haz láser L se aplica desde el lado al eje O de la lente de condensador 3 y su proximidad como en el aparato de mecanizado láser 100 de la presente invención, el puerto de la punta de la boquilla puede bloquear el haz láser L. Por lo tanto, el haz láser L se aplica en el eje O lejos del puerto de la punta de la boquilla en alguna distancia y su proximidad y, por lo tanto, la proximidad del puerto de la punta de la boquilla 41a (o 42a) no puede irradiarse fácilmente (Figs. 33 y 34). Al utilizar el material transmisor de luz como el material de la boquilla de suministro 4, el haz de láser L se transmite a través de la boquilla de suministro 4 o el puerto de la punta de la boquilla 41a (42a) incluso si el haz de láser L se aplica desde el lado del eje O, y por lo tanto, la proximidad del puerto de la punta de la boquilla 41a (o 42a) se puede irradiar con el haz de láser L. La Fig. 33 ilustra que el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a se dispone hacia fuera del puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a de modo que la zona convergente 9r (o la longitud del núcleo) se rodea en el eje O adecuadamente lejos del puerto de la punta de la boquilla. Esta disposición tiene la ventaja de que la zona convergente 9r se ensancha en comparación con el caso en que el puerto de la punta de la boquilla del tubo interior 41a se dispone hacia dentro desde el puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior 42a (Fig. 34), pero se reduce un grado de convergencia del material fundido 9 en las proximidades del puerto de la punta de la boquilla 41a (42a). Por lo tanto, cuando la proximidad del puerto de la punta de la boquilla 41a (o 42a) se irradia con el haz de láser L mediante el uso del material transmisor de luz que transmite el haz de láser L como el material de la boquilla de suministro 4, se incluye preferentemente un mecanismo para ajustar la posición relativa de la boquilla de tubo interior 41 y la boquilla del tubo exterior 42 y desplazar cualquiera de ellas en paralelo con el fin de disponer el puerto de la punta de la boquilla de tubo interior 41a hacia dentro desde el puerto de la boquilla de tubo exterior 42a como en la Fig. 34 para ajustar la posición de condensación del flujo de inyección a la proximidad del puerto de la boquilla 41a (o 42a) (Fig. 34) .

[0146] Aunque las realizaciones se han descrito con referencia a varios ejemplos, se puede esperar que el aparato de mecanizado por láser 100 de la presente invención acelere la función de ajuste mediante automatización. Un robot puede realizar una operación programada, y la soldadura por acumulación automática se puede llevar a cabo en condiciones óptimas para cualquier forma o punto. Por el contrario, la presente invención puede realizar una reducción del peso y el tamaño del aparato de mecanizado por láser 100, que es importante en dicho control automático por parte del robot o la máquina-herramienta.

Números de referencia

[0147]

1 Fibra óptica

2 Lente de colimador

3 Lente de condensador

3a Lente de condensador dividida

3b Centro

4 Boquilla de suministro

4a Puerto de la punta

d5 Zona móvil

7 Elemento desmontable

8 Elemento de control

9 Material fundido

9r Zona convergente

10 Medios de suministro de gas

11 Gas convergente (gas de protección)

g Canal

13 Base

14 Marco

15 Brazo

16 Dispositivo de sujeción del material base

17 Dispositivo de corte

18 Medios de sujeción del material base

19 Medios de sujeción de herramientas

41 Boquilla interior del tubo

41a Puerto interior de la punta de la boquilla del tubo

42 Boquilla del tubo exterior

42a Puerto de la punta de la boquilla del tubo exterior

100 Aparato de mecanizado por láser

L Rayo láser

101 Robot articulado multieje

101a Parte del cabezal de mecanizado por láser

102 Dispositivo de oscilación láser

103 Dispositivo de suministro de material fundido

104 Mesa de mecanizado

200 Sistema de mecanizado por láser tridimensional

300 Máquina de trabajo combinada

R Zona de suministro de material fundido (distancia

entre el puerto de la punta de la boquilla y el punto de soldadura) BM Objeto a soldar(punto de soldadura, material base

para ser soldado por acumulación)

0 Eje desde el puerto de la punta de la boquilla hacia el punto de soldadura

Fig. 24

[0148]

(a)

2 Lente de colimador

4 Boquilla de suministro

8 Elemento de control

(b)

1 Fibra óptica

2 Lente de colimador

3 Lente de condensador

4 Boquilla de suministro

7 Elemento desmontable

8 Elemento de control

Fig. 36

[0149]

(a)

Boquilla habitual

(b)

Boquilla doble

Fig. 37

[0150]

(a)

Boquilla habitual

(b)

Boquilla doble

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de mecanizado por láser que comprende:

proporcionar una pluralidad de fibras ópticas (1); proporcionar una lente de condensador (3) que condensa un haz de láser (L) de cada una de las fibras ópticas (1); y proporcionar una boquilla de suministro (4) que suministra un material (9) mediante inyección, donde la boquilla de suministro (4) está dispuesta para penetrar la lente de condensador (3), y las fibras ópticas (1) están dispuestas en la periferia de la boquilla de suministro (4), caracterizado porque

el material (9) suministrado desde la boquilla de suministro (4) se irradia y, por lo tanto, se funde mediante los haces de láser (L) de las fibras ópticas (1), donde el material se irradia en una pluralidad de puntos a lo largo de un eje entre un puerto de punta de boquilla (4a) y un punto de soldadura en un eje (O) de la lente de condensador (3).

2. El procedimiento de mecanizado por láser según la reivindicación 1, caracterizado porque se proporciona una lente de colimador (2) para cada fibra óptica, donde el haz de láser (L) de la respectiva fibra óptica (1) se colima a través de la respectiva lente de colimador (2), y las fibras ópticas (1) están dispuestas de manera que una distancia desde una primera fibra óptica (1) a su respectiva lente de colimador (2) es diferente de una distancia desde una segunda fibra óptica (1a) a su respectiva lente de colimador (2a).

3. El procedimiento de mecanizado por láser según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la lente de condensador (3) a través de la cual penetra la boquilla de suministro (4) está dispuesta en el centro, las fibras ópticas (1) están dispuestas en la periferia de la boquilla de suministro (4), y el material (9) suministrado desde la boquilla de suministro (4) es irradiado desde la periferia del material (9) con el haz de láser (L) desde las fibras ópticas (1).

4. El procedimiento de mecanizado por láser según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la periferia del punto de soldadura se irradia al mismo tiempo que la irradiación en el eje (O) mediante la aplicación de los haces de láser (L) de la pluralidad de fibras ópticas (1), o la periferia del punto de soldadura se irradia antes de la irradiación en el eje (O).

5. El procedimiento de mecanizado por láser según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la distancia del material (9) descargado desde el puerto de la punta de la boquilla (4a) de la boquilla de suministro (4) hasta el punto de soldadura se cambia al desplazar la lente del condensador (3) que penetra la boquilla de suministro (4), o al desplazar la boquilla de suministro (4) que penetra la lente del condensador (3).

6. El procedimiento de mecanizado por láser según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se ajusta al menos uno de una longitud de onda, un ángulo de condensación, un diámetro de condensación, una cantidad de irradiación al material (9) o una cantidad de irradiación al punto de soldadura del haz de láser (L).

7. El procedimiento de mecanizado por láser según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la boquilla de suministro (4) comprende un medio de suministro de gas convergente (10), y el medio de suministro de gas convergente (10) inyecta un gas convergente (11) desde el lado de la boquilla de suministro (4) para que el material (9) converja.

8. Un aparato de mecanizado por láser (100), que comprende:

una pluralidad de fibras ópticas (1);

una lente de condensador (3); y

una boquilla de suministro (4) para suministrar un material (9), estando dispuesta la boquilla de suministro (4) de manera que penetre en la lente del condensador (3);

caracterizado porque

la pluralidad de fibras ópticas (1) y la lente de condensador (3) están dispuestas de manera que el material (9) suministrado desde la boquilla de suministro (4) se irradia y se funde con un haz de láser (L) de las fibras ópticas (1), donde el material se irradia en una pluralidad de puntos a lo largo de

un eje entre un puerto de punta de boquilla (4a) y un punto de soldadura en un eje (O) de la lente de condensador (3).

9. El aparato de mecanizado por láser (100) según la reivindicación 8, caracterizado porque la lente de condensador (3) a través de la cual penetra la boquilla de suministro (4) está dispuesta en el centro, las fibras ópticas (1) están dispuestas en la periferia de la boquilla de suministro (4), y el material (9) suministrado desde la boquilla de suministro (4) es irradiado desde la periferia del material (9) con el haz de láser (L) desde las fibras ópticas (1).

10. El aparato de mecanizado por láser según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque la pluralidad de fibras ópticas (1) comprenden un elemento de control (8) para controlar el accionamiento en paralelo con respecto a la boquilla de suministro (4) o comprende un elemento de control (8) para controlar el accionamiento con respecto a una dirección radial de la lente de condensador (3).

11. El aparato de mecanizado por láser (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el aparato de mecanizado por láser (100) comprende una lente de colimador (2) a través de la cual se colima el haz de láser (L) de las fibras ópticas (1), la lente de colimador (2) comprende un elemento de control (8) para controlar el accionamiento en paralelo con respecto a la boquilla de suministro (4) o comprende un elemento de control (8) para controlar el accionamiento con respecto a la dirección radial de la lente de condensador (3).

12. El aparato de mecanizado por láser (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque comprende un elemento de control (8) para desplazar la lente de condensador (3) a la que penetra la boquilla de suministro (4) o porque comprende un elemento de control (8) para desplazar la boquilla de suministro (4) que penetra la lente de condensador (3).

13. El aparato de mecanizado por láser (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la lente de condensador (3) se configura al dividir la lente de condensador única (3) en una pluralidad de lentes de condensador divididas (3a), y una zona móvil (d5) en la que se puede desplazar la boquilla de suministro (4) se proporciona en el centro (3b) de la lente de condensador (3).

14. El aparato de mecanizado por láser (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque, en la boquilla de suministro (4) constituida por una boquilla del tubo interior (41) para suministrar el material (9) y una boquilla del tubo exterior (42) dispuesta en una periferia exterior de la boquilla del tubo interior (41), se proporciona un canal (g) para un gas convergente (11) entre la boquilla del tubo interior (41) y la boquilla del tubo exterior (42).

15. El aparato de mecanizado por láser (100) según la reivindicación 14, caracterizado porque la boquilla de suministro (4) comprende medios de suministro de gas convergente (10) y medios de control de inyección (8) de boquilla de suministro (4) para controlar al menos uno de una cantidad de inyección, una velocidad de inyección y un intervalo de inyección del material (9), y el medio de suministro de gas convergente (10) comprende medios de control de inyección de gas convergente para controlar al menos uno de una cantidad de inyección, una velocidad de inyección y un intervalo de inyección del gas convergente (11).

16. El aparato de mecanizado por láser (100) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque la boquilla de suministro (4) está hecha de un material transmisor de haz de láser y transmite el haz de láser (L) a través del material (9) o un gas convergente (11).