METHOD AND DEVICE FOR MACHINING A METAL WORKPIECE

• Main Authors: SEIFERT, Marko, LEYENS, Christoph, FUX, Volker, FIEBIGER, Thomas, BERGER, Andrea
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 07.10.2021
• Subjects: CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PERFORMING OPERATIONS; SOLDERING OR UNSOLDERING; TRANSPORTING; WELDING; WORKING BY LASER BEAM

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines metallischen Werkstücks (6) mit einer einen Anregungslaserstrahl (4) emittierenden Anregungslaserquelle und einer einen Prozesslaserstrahl (3) emittierenden Prozesslaserquelle. Der Anregungslaserstrahl (4) und der Prozesslaserstrahl (3) werden zumindest teilweise auf einem zu bearbeitenden Auftreffbereich (5) des Werkstücks (6) räumlich variierend überlagert und der Anregungslaserstrahl (4) weist im Auftreffbereich eine höhere Strahlintensität als der Prozesslaserstahl (3) auf, so dass in dem Auftreffbereich (5) ein Plasma und/oder ein Dampf zur Verbesserung der Absorption der Prozesslaserstrahlung ausgebildet wird. Dabei weisen der Prozesslaserstrahl (3) eine Leistung von mehr als 1 kW und bis zu 100 kW und der Anregungslaserstrahl (4) eine Leistung von mehr als 0,2 kW und bis zu 3 kW auf. Der Prozesslaserstrahl (3) hat im Auftreffbereich (5) eine Intensität von weniger als oder bis zu 105 W/cm2 und der Anregungslaserstrahl (4) nutzt im Auftreffbereich (5) eine Intensität von mehr als 105 W/cm2. The invention relates to a method and a device for machining a metal workpiece (6) with an excitation laser source emitting an excitation laser beam (4) and a processing laser source emitting a processing laser beam (3). The excitation laser beam (4) and the processing laser beam (3) are superimposed in a spatially varied manner at least partially on an impinging region (5) of the workpiece (6) to be machined, and the excitation laser beam (4) has a higher beam intensity than the processing laser beam (3) in the impinging region, such that a plasma and/or a vapour is formed in the impinging region (5) to improve the absorption of the processing laser radiation. According to the invention, the processing laser beam (3) has a power of more than 1 kW and up to 100 kW and the excitation laser beam (4) has a power of more than 0.2 kW and up to 3 kW. The processing laser beam (3) has an intensity of less than or up up 105 W/cm2 in the impinging region (5) and the excitation laser beam (4) has an intensity of more than 105 W/cm2 in the impinging region (5). La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant l'usinage d'une pièce métallique (6) au moyen d'une source laser d'excitation émettant un faisceau laser d'excitation (4) et d'une source laser de traitement émettant un faisceau laser de traitement (3). Le faisceau laser d'excitation (4) et le faisceau laser de traitement (3) sont superposés au moins partiellement sur une zone d'impact à usiner (5) de la pièce (6) de manière spatialement variable et le faisceau laser d'excitation (4) présente dans la zone d'impact une plus grande intensité que le faisceau laser de traitement (3), de telle sorte qu'un plasma et/ou une vapeur servant à améliorer l'absorption du rayonnement laser de traitement est formé(e) dans la zone d'impact (5). Le faisceau laser de traitement (3) présente une puissance supérieure à 1 kW et de 100 kW maximum et le faisceau laser d'excitation (4) présente une puissance supérieure à 0,2 kW et de 3 kW maximum. Le faisceau laser de traitement (3) présente dans la zone d'impact (5) une intensité inférieure ou égale à 105 W/cm2 et le faisceau laser d'excitation (4) utilise dans la zone d'impact (5) une intensité supérieure à 105 W/cm2.