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1. WO2000030802 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ABTASTEN EINER OBJEKTFLÄCHE MIT EINEM LASERSTRAHL

Veröffentlichungsnummer WO/2000/030802
Veröffentlichungsdatum 02.06.2000
Internationales Aktenzeichen PCT/DE1999/003669
Internationales Anmeldedatum 16.11.1999
Antrag nach Kapitel 2 eingegangen 02.06.2000
IPC
B22F 3/105 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
22Gießerei; Pulvermetallurgie
FVerarbeiten von Metallpulver; Herstellen von Gegenständen aus Metallpulver; Gewinnung von Metallpulver; Apparate oder Vorrichtungen besonders ausgebildet für Metallpulver
3Herstellen von Gegenständen oder Halbzeug aus Metallpulver in Bezug auf die Art des Verdichtens oder Sinterns; Apparate hierfür
10nur durch Sintern
105mittels elektrischer Widerstandserhitzung, Laserstrahlen oder Plasma
B23K 26/10 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
23Werkzeugmaschinen; Metallbearbeitung, soweit nicht anderweitig vorgesehen
KLöten; Schweißen; Beschichten oder Plattieren durch Löten oder Schweißen; Schneiden durch örtliches Zuführen von Hitze, z.B. Brennschneiden; Arbeiten mit Laserstrahlen
26Bearbeitung durch Laserstrahlen z.B. Schweißen, Schneiden oder Bohren
08Vorrichtungen mit Relativbewegung zwischen Laserstrahlen und Werkstück
10mit stationärem Werkstückträger
CPC
B22F 3/1055
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
3Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; ; Presses and furnaces
10Sintering only
105by using electric current ; other than for infra-red radiant energy; , laser radiation or plasma
1055Selective sintering, i.e. stereolithography
B23K 26/10
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
10using a fixed support ; , i.e. involving moving the laser beam
Y02P 10/295
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
10Technologies related to metal processing
20Process efficiency
25by increasing the energy efficiency of the process
29Additive manufacturing
295of metals
Anmelder
  • FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. [DE/DE]; Leonrodstrasse 54 D-80636 München, DE (AllExceptUS)
  • MEINERS, Wilhelm [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • WISSENBACH, Konrad [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • GASSER, Andres [DE/DE]; DE (UsOnly)
Erfinder
  • MEINERS, Wilhelm; DE
  • WISSENBACH, Konrad; DE
  • GASSER, Andres; DE
Vertreter
  • GAGEL, Roland; Landsberger Strasse 480a D-81241 München, DE
Prioritätsdaten
198 53 979.723.11.1998DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ABTASTEN EINER OBJEKTFLÄCHE MIT EINEM LASERSTRAHL
(EN) METHOD AND DEVICE FOR SCANNING THE SURFACE OF AN OBJECT WITH A LASER BEAM
(FR) DISPOSITIF ET PROCEDE D'EXPLORATION DE LA SURFACE D'UN OBJET A L'AIDE D'UN FAISCEAU LASER
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtasten einer Objektfläche mit einem Laserstrahl, insbesondere zum selektiven Laser-Schmelzen von Metallpulver zur Herstellung eines Formkörpers. Die Vorrichtung weist eine Plottermechanik mit zwei Linearachsen (4, 5), über die ein Trägerelement über der Objektfläche (11) positioniert und bewegt werden kann, eine optische Einrichtung, die den Laserstrahl zum Trägerelement führt oder am Trägerelement bereitstellt, eine Abtasteinrichtung (9) am Trägerelement, die den Laserstrahl (8) auf die Objektfläche lenkt und in einem vorgebbaren Winkelbereich hin- und herbewegt, und eine Fokussieroptik (15) zum Fokussieren des Laserstrahls (8) auf die Objektfläche (11) auf. Die Plottermechanik ist derart angeordnet, dass sie das Trägerelement in einem Abstand über der Objektfläche (11) positionieren und bewegen kann, der den Einsatz einer Fokussieroptik (15) kurzer Brennweite zur Fokussierung des Laserstrahls auf einen Durchmesser von < 200 $g(m)m in der Objektfläche (11) ermöglicht. Die Vorrichtung vereint die Vorteile der schnellen Bewegung eines fokussierten Laserstrahls mittels eines Scanners mit den Vorteilen der von der Brennweite der Fokussieroptik unabhängigen Grösse des Bearbeitungsfeldes durch die Bewegung des Strahls mittels eines Plotters.
(EN)
The invention relates to a device and a method for scanning the surface of an object with a laser beam, especially for selective laser fusion of metal powder in order to produce a shaped body. The device comprises a plotter mechanism with two linear axes (4, 5) that are used to position and displace a support element above the surface of the object, an optical device that guides the laser beam to the support element or produces it on said element, a scanning device (9) on the support element, whereby said scanning element directs the laser beam (8) onto the surface of the object and moves it backwards and forwards within a predefinable angle range, in addition to a focusing lens (15) that focuses the laser beam (8) onto the surface of the object (11). The plotter mechanism is disposed in such a way that it can position and displace the support element at a distance from the surface of the object, thereby enabling focusing lens (15) to focus the laser beam at a short focal distance onto a diameter of < 200 $g(m)m on the surface (11) of said object. The inventive device combines the advantages provided by a quickly moving focused laser beam using a scanner with those advantages such as the size of the area that can be processed according to the focal distance of the focusing lens by moving the beam using a plotter.
(FR)
Dispositif et procédé d'exploration de la surface d'un objet à l'aide d'un faisceau laser, en particulier de fusion sélective par laser de poudre métallique pour la fabrication d'une pièce à forme spécifique. Ledit dispositif possède un mécanisme traceur doté de deux axes linéaires (4, 5) grâce auxquels un élément de support peut être placé et déplacé au-dessus de la surface (11) de l'objet, un dispositif optique qui conduit le faisceau laser jusqu'à l'élément de support ou produit le faisceau laser au niveau dudit élément de support, un dispositif d'exploration (9) situé sur l'élément de support, qui dirige le faisceau laser (8) sur la surface de l'objet et le déplace selon un mouvement de va-et-vient à un angle pouvant être prédéterminé, ainsi qu'une optique de focalisation (15) destinée à la focalisation du faisceau laser (8) sur la surface (11) de l'objet. Le mécanisme traceur est monté de manière telle qu'il peut placer et déplacer l'élément de support à un certain écart de la surface (11) de l'objet, écart qui permet l'utilisation d'une optique de focalisation (15) à focale courte pour la focalisation du faisceau laser sur un diamètre inférieur à 200 $g(m)m sur la surface (11) de l'objet. Ledit dispositif allie les avantages du déplacement rapide d'un faisceau laser focalisé à l'aide d'un moyen de balayage, aux avantages fournis par la grandeur du champ de traitement, indépendante de la focale de l'optique de focalisation, grâce au déplacement du faisceau à l'aide d'un traceur.
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