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1. (EP2152463) PROCÉDÉ D'USINAGE DE MATÉRIAU PAR RAYON LASER ET DISPOSITIF POUR RÉALISER LE PROCÉDÉ

Office : Office européen des brevets (OEB)
Numéro de la demande : 08758722 Date de la demande : 23.05.2008
Numéro de publication : 2152463 Date de publication : 17.02.2010
Type de publication : A1
États désignés : AL,AT,BA,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LI,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,TR
Référence PCT: Numéro de la demande :EP2008004127 ; Numéro de publication : Cliquer pour voir les données
CIB :
B23K 26/06
B TECHNIQUES INDUSTRIELLES; TRANSPORTS
23
MACHINES-OUTILS; TRAVAIL DES MÉTAUX NON PRÉVU AILLEURS
K
BRASAGE OU DÉBRASAGE; SOUDAGE; REVÊTEMENT OU PLACAGE PAR BRASAGE OU SOUDAGE; DÉCOUPAGE PAR CHAUFFAGE LOCALISÉ, p.ex. DÉCOUPAGE AU CHALUMEAU; TRAVAIL PAR RAYON LASER
26
Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage, perçage
02
Mise en place ou surveillance des pièces, p.ex. par rapport au point d'impact; Alignement, pointage ou focalisation du faisceau laser
06
Détermination de la configuration du faisceau, p.ex. à l'aide de masques, ou de foyers multiples
CPC :
B23K 26/0617
B23K 26/0604
B23K 26/382
B23K 26/384
B23K 26/389
Déposants : FRAUNHOFER GES FORSCHUNG
Inventeurs : PETRING DIRK
SCHNEIDER FRANK
SCHULZ WOLFGANG
NIESSEN MARKUS
Données relatives à la priorité : 102007024700 25.05.2007 DE
08758722 23.05.2008 EP
Titre : (DE) VERFAHREN ZUR MATERIALBEARBEITUNG MIT LASERSTRAHLUNG SOWIE VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
(EN) METHOD FOR MACHINING MATERIAL USING LASER RADIATION AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE METHOD
(FR) PROCÉDÉ D'USINAGE DE MATÉRIAU PAR RAYON LASER ET DISPOSITIF POUR RÉALISER LE PROCÉDÉ
Abrégé :
(DE) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlung, bei dem die unfokussierte Laserstrahlung durch eine Fokussieroptik auf einen kleineren Strahlquerschnitt fokussiert wird, die optische Achse der fokussierten Laserstrahlung, als Strahlachse bezeichnet, auf die Materialoberfläche gerichtet wird, die aus der Fokussierung resultierende Strahltaille der fokussierten Laserstrahlung im Bereich der sich ausbildenden Wechselwirkungsfläche von Laserstrahlung und Material gehalten wird, die Laserstrahlung auf der Wechselwirkungsfläche teilweise absorbiert wird, so dass die Wechselwirkungsfläche durch induzierten Materialabtrag oder induzierte Materialverdrängung und damit auch die Laserstrahlung in das Material eindringt, wobei der Abstand der Strahltaille von der Ober- oder Unterseite der Wechselwirkungsfläche in axialer Richtung maximal dem dreifachen Wert der Eindringtiefe der Wechselwirkungsfläche in das Material entspricht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fokussierung derart erfolgt, dass Anteile der Laserstrahlung nicht nur in Ausbreitungsrichtung nach der Strahltaille sondern auch in der Strahltaille und/oder auch in Ausbreitungsrichtung vor der Strahltaille divergent gemacht und somit von der Strahlachse weg gerichtet werden, und dass diese Anteile und Divergenzwinkel größer als diejenigen der Auswirkungen von Abbildungsfehlern sind, die mit Standardoptiken unbeabsichtigt entstehen und in Kauf genommen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
(EN) The invention relates to a method for machining material using laser radiation, in which the unfocused laser radiation is focused through a focusing optics to a smaller beam cross section, the optical axis of the focused laser radiation, referred to as beam axis, is directed at the material surface, the beam waist, which results from the focusing operation, of the focused laser radiation is held in the region of the interface, which forms, of laser radiation and material, the laser radiation is partially absorbed on the interface such that due to induced material ablation or induced material displacement the interface and thus also the laser radiation penetrate into the material, wherein the spacing of the beam waist from the upper or lower side of the interface in the axial direction corresponds at most to triple the value of the penetration depth of the interface into the material, which is characterized in that the focusing operation is effected such that components of the laser radiation are made divergent not just in the propagation direction downstream of the beam waist but also in the beam waist and/or also in the propagation direction upstream of the beam waist and are thus directed away from the beam axis, and in that these components and angles of divergence are larger than those of the effects of imaging errors, which are inadvertently produced using standard optics and are tolerated. The invention furthermore relates to an apparatus for carrying out the method.
(FR) L'invention concerne un procédé d'usinage de matériau par rayon laser, selon lequel le rayon laser non focalisé est focalisé par une optique de focalisation qui réduit sa section transversale; l'axe optique du rayon laser focalisé, nommé axe d'injection, est dirigé sur la surface du matériau; le resserrement du rayon laser focalisé est maintenu dans la zone de la surface d'interaction se formant entre le rayon laser et la matière; le rayon laser est partiellement absorbé sur la surface d'interaction de manière que la surface d'interaction pénètre, ainsi que le rayon laser, dans le matériau, par enlèvement ou déplacement par induction du matériau; l'écart entre le resserrement du rayon laser et la face supérieure ou inférieure de la surface d'interaction dans l'axe représente au maximum trois fois la valeur de la profondeur de pénétration de la surface d'interaction dans le matériau. L'invention est caractérisée en ce que la focalisation est telle que des parties du rayon laser deviennent divergentes, non seulement dans le sens de diffusion après le resserrement du rayon, mais aussi dans le resserrement du rayon et/ou dans le sens de diffusion avant le resserrement du rayon, et s'éloignent ainsi de l'axe d'injection, et que ces parties avec angle de divergence sont supérieures à celles des effets résultant d'aberrations qui sont produites de manière intempestive et acceptéees, par des systèmes optiques standard. L'invention porte également sur un dispositif pour réaliser ce procédé.