DE4323757C2 - Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum - Google Patents
Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten RaumInfo
- Publication number
- DE4323757C2 DE4323757C2 DE4323757A DE4323757A DE4323757C2 DE 4323757 C2 DE4323757 C2 DE 4323757C2 DE 4323757 A DE4323757 A DE 4323757A DE 4323757 A DE4323757 A DE 4323757A DE 4323757 C2 DE4323757 C2 DE 4323757C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- laser
- pulse
- processing
- pilot
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 235000010678 Paulownia tomentosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000002834 Paulownia tomentosa Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000019577 caloric intake Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00137—Details of operation mode
- A61B2017/00154—Details of operation mode pulsed
- A61B2017/00172—Pulse trains, bursts, intermittent continuous operation
- A61B2017/00176—Two pulses, e.g. second pulse having an effect different from the first one
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
- A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
- A61B2017/22005—Effects, e.g. on tissue
- A61B2017/22007—Cavitation or pseudocavitation, i.e. creation of gas bubbles generating a secondary shock wave when collapsing
- A61B2017/22008—Cavitation or pseudocavitation, i.e. creation of gas bubbles generating a secondary shock wave when collapsing used or promoted
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
- A61B2017/22082—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for after introduction of a substance
- A61B2017/22089—Gas-bubbles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B2018/2015—Miscellaneous features
- A61B2018/2025—Miscellaneous features with a pilot laser
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Materialbearbeitung mittels
Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum, bei dem durch pulsweise
Laseremission ein Materialabtrag erfolgt sowie eine Vorrichtung zur
Ausführung dieses Verfahrens.
Es zählt zum Stand der Technik (DE 41 05 060 A1), mittels eines Lasers durch pulsweise
Laseremission Material an einem vorgesehenen Applikationsort ab
zutragen. Eine spezielle Anwendung einer solchen Materialbearbei
tung mittels Laser ist der Materialabtrag unter Flüssigkeitsabschluß.
Diese Anwendung ermöglicht einen feinfühligen und präzisen Materi
alabtrag wie er mit anderen Verfahren, beispielsweise spanabhebende
Verfahren oder funkenerosiv - dieses Verfahren setzt die elektrische
Leitfähigkeit des abzutragenden Materiales voraus - nicht in dieser
Weise durchführbar ist. So können mit dem bekannten Materialbear
beitungsverfahren mittels Laser Gefäße oder Leitungssysteme bei
spielsweise im Fall von Verstopfungen oder Ablagerungen bearbeitet
werden, ohne daß es erforderlich ist, die darin üblicherweise befind
liche Flüssigkeit zu entfernen.
Es treten jedoch mithin auch Probleme bei dieser Materialbearbeitung
auf. So können z. B. durch Ablation oder durch Disruption in der
Umgebung des Applikationsortes sehr hohe Drücke auftreten. Diese
Drücke entstehen durch thermische Ausdehnung des abzutragenden
Materiales und/oder der umgebenden Flüssigkeit, wenn Material vom
festen oder flüssigen in den gasförmigen Zustand überführt wird.
Infolge dieser kurzzeitig und lokal auftretenden sehr hohen Drücke
wird eine Druckwelle in die umgebende Flüssigkeit abgestrahlt und
es wird eine Kavitationsblase erzeugt, durch deren Dynamik es in
Einzelfällen zu Schädigungen des umgebenden Materiales kommen
kann.
Wegen der Massenträgheit der umgebenden Flüssigkeit wirkt ein an
sich offenes Leitungssystem in diesem Fall wie ein geschlossenes
System. Wenn eine Kavitationsblase durch schnelles Verdampfen
erzeugt wird, so muß die Massenträgkeit der umliegenden Flüssigkeit
überwunden werden. Dadurch entstehen hohe Drücke im Blaseninne
ren, die zu einer Beschleunigung der Blasenwände nach außen füh
ren. Wenn der Blaseninnendruck auf den Umgebungsdruck abgefallen
ist, ist die kinetische Energie der nach außen strömenden Flüssigkeit
maximal. Wegen der Trägheitskräfte schwingt die Blase über den
Gleichgewichtspunkt hinaus. Druck und Dichte im Blaseninneren
fallen auf sehr geringe Werte ab, bevor die Blase durch den Außen
druck wieder kollabiert. Schäden in der Blasenumgebung können
durch den zu hohen Druck zu Beginn der Blasenexpansion, durch die
kinetische Energie der nach außen strömenden Flüssigkeit und durch
den Kollaps der Blase entstehen.
Es kann daher durch die örtliche Druckerhöhung und die dadurch
verursachte Blasendynamik zu einer Überbeanspruchung der in die
sem Bereich liegenden Bauteile bzw. Leitungswandungen kommen.
Weiterhin besteht durch die vorerwähnten Druckerhöhungen die
Gefahr, daß in der umgebenden Flüssigkeit Gas gelöst wird, das bei
dem nachfolgenden Druckabfall unkontrolliert wieder freigesetzt
wird.
Aus DE 25 36 573 A1 ist es bekannt, zur Vermeidung von umweltge
fährdenden Bestandteilen beim Schneiden von Werkstücken, beispiels
weise Kunststoffplatten oder Blechen, gezielt an die Bearbeitungs
stelle Gas zuzuführen, so daß die abtragende Bearbeitung zwar in
nerhalb des flüssigkeitsgefüllten Raumes erfolgt, jedoch die Flüssig
keit im Bereich der Bearbeitungsstelle durch Gas verdrängt wird. Die
Gaszufuhr erfolgt über eine mit einem Vorratsbehälter verbundene
Gasleitung. Insbesondere dort, wo eine Bearbeitung auf engstem
Raum erforderlich ist bzw. dort, wo die Bearbeitungsstelle nur durch
enge Kanäle erreichbar ist, kann es problematisch sein, diese für die
Gaszufuhr erforderliche zusätzliche Leitung vorzusehen. Auch ver
größert sich hierdurch der gerätemäßige Aufwand nicht unerheblich,
da eine Gasflasche zur Bevorratung des Gases sowie eine geeignete
Steuerung zum Zuführen des Gases an die Bearbeitungsstelle er
forderlich ist. Bei Verfahren, bei denen die Bearbeitungsstelle will
kürlich und bewußt durch eine Flüssigkeit abgedeckt wird, um bei
spielsweise während der Bearbeitung die Schadstoffemission zu
verringern, stellt die Abfuhr des an die Bearbeitungsstelle herange
führten Gases in der Regel keine Probleme dar. In geschlossenen
Behältern und Leitungssystemen hingegen, die notwendigerweise
flüssigkeitsgefüllt sind, ist das Einbringen eines solchen nicht kon
densierenden Gases in der Regel unerwünscht, weshalb dieses be
kannte Verfahren häufig gar nicht anwendbar ist. Schließlich betrifft
die dort beschriebene Anwendung die kontinuierliche und nicht puls
weise Laseremission.
Ausgehend von dem einleitend genannten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so
weiterzuentwickeln, daß einerseits die partiellen starken Druckerhö
hungen verringert werden, so daß auch die Kavitationserscheinungen
und die vorerwähnten schädigenden Wirkungen vermindert, zumindest
jedoch deutlich verringert werden, andererseits jedoch auf ein zusätz
liches Zuführen von Gas an die Bearbeitungsstelle und den damit
verbundenen vorrichtungsmäßigen Aufwand verzichtet werden kann.
Des weiteren soll eine geeignete Vorrichtung zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt werden.
Der verfahrensmäßige Teil der obigen Aufgabe wird gemäß der
Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ange
gebenen Merkmale gelöst. Der vorrichtungsmäßige Teil der obigen
Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 3 und 6 angegebenen
Merkmale gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die
Verminderung der Druckerhöhung in effektiver Weise dadurch erfol
gen kann, daß die Flüssigkeit in der unmittelbaren Umgebung des
Applikationsortes durch kondensierbares Gas verdrängt wird, das in
geeigneter Weise an dieser Stelle unmittelbar vor der Laserbearbei
tung erzeugt wird. Die Reduzierung der Druckerhöhung ist dabei um
so größer, je mehr Flüssigkeit vor der Applikation aus dem in diesem
Fall als abgeschlossen zu betrachtenden Volumen entfernt wird. Die
durch die Erzeugung des Gases resultierende Druckerhöhung und die
entsprechenden Strömungsgeschwindigkeiten können bei geeigneter
Durchführung vergleichsweise gering gehalten werden.
Weil bei dem einleitend beschriebenen Verfahren nach dem Stand der
Technik stets ein nicht unerheblicher Teil der um die Applikations
stelle befindlichen Flüssigkeit verdampft wird, da die Verdampfungs
temperatur der umgebenden Flüssigkeit in der Regel wesentlich
niedriger ist als die des abzutragenden Materiales, resultiert die sonst
übliche starke Druckerhöhung zu nicht unerheblichen Teilen aus
dieser Verdampfung der Flüssigkeit, was mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren im wesentlichen vermieden oder doch zumindest stark
reduziert werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
weder bei der Laserbestrahlung des Applikationsortes Energie durch
die umliegende Flüssigkeit absorbiert noch geht Energie durch Wär
meleitung vom Applikationsort in die umliegende Flüssigkeit ver
loren. Außerdem wird durch den akustischen Impedanzsprung an der
Oberfläche des Zielmateriales ermöglicht, daß im Zielmaterial Spalla
tionseffekte auftreten können. Die Blasenerzeugung vor dem Zielma
terial ermöglicht also neben der Druckreduzierung auch eine Verbes
serung der Ablationseffizienz.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in festem Zeitverhält
nis zu dem bearbeitenden Laserpuls an geeigneter Stelle, vorzugs
weise in direkter Umgebung des Applikationsortes, Gasblasen er
zeugt, und zwar durch gezieltes Verdampfen. Für dieses Verfahren
muß die Dynamik der Blasenexpansion berücksichtigt werden, da bei
Nichtbeachtung eine Schädigung des umliegenden Materials durch die
Blasendynamik erfolgen kann. Das Gas soll am Applikationsort oder
nahe dem Applikationsort durch einen dem eigentlichen Bearbeitungs
puls vorhergehenden Pilotpuls erzeugt werden. Der Pilotpuls wird
dabei in der Regel eine wesentlich geringere Energie haben als der
nachfolgende Bearbeitungspuls, beispielsweise unterscheiden sich die
beiden Pulse in ihrer Energie um eine Zehnerpotenz. Die Energie des
Pilotpulses wird vorzugsweise so gewählt, daß die durch den Pilot
puls auftretenden Effekte unterhalb der Schwelle für Schäden in der
Umgebung des Applikationsortes bleiben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch optimiert werden, daß
der Zeitpunkt zwischen Gasblasenaufbau und dem Bearbeitungsimpuls
so festgelegt wird, daß der Bearbeitungsimpuls in dem Zeitraum
Material abträgt, in dem die zuvor durch den Pilotpuls erzeugte
Gasblase im Überschwingzustand ist, d. h. wenn der Innendruck in
der Gasblase kleiner als der Umgebungsdruck ist. Dann wird nämlich
die Blase durch die Ablationsprodukte aufgefüllt, ohne daß ein hoher
Überdruck erzeugt wird, der eine neue oder fortgesetzte Blasenexpan
sion verursachen würde. Im Idealfall können damit die durch Pilot- und
Bearbeitungspuls insgesamt verursachten Druckwerte und die
erzeugte kinetische Energie der Flüssigkeitsströmung auf die Werte
reduziert werden, die sich bei der Erzeugung der Blase durch den
Pilotpuls ergeben.
Das Erzeugen der Gasblase durch einen Pilotpuls hat gegenüber der
Gaszuführung durch eine Leitung erhebliche Vorteile, denn es können
neben der sonst zusätzlich erforderlichen Gasleitung auch die sonst
üblichen mechanischen Komponenten, wie Ventile, Druckminderer,
Gasflasche und dergleichen entfallen. Auch stellt die Abfuhr des
Gases bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Problem dar, da
die vom Pilotlaser erzeugte Gasblase nach kurzer Zeit wieder kon
densiert und allenfalls vernachlässigbar geringe Gasmengen verblei
ben. Der Pilotpuls und der Bearbeitungspuls können prinzipiell mit
einem oder auch mit zwei getrennten Lasern erfolgen. Bearbeitungs- und
Pilotpuls unterscheiden sich wie vorerwähnt jedoch nicht nur in
der Energiezufuhr, sondern können sich auch in der Zeitdauer unter
scheiden. Für die Ablation strebt man oft eine möglichst kurze Im
pulsdauer an, da dann nahezu die gesamte Energie im Zielmaterial
punktuell eingebracht wird und Energieverluste durch Erhitzung
umgebender Flüssigkeit sowie durch Wärmeleitung gering sind. Bei
kurzer Pulsdauer werden also hohe Abtragsraten erreicht. Der Pilot
puls hingegen, der die Gasblase oder die Gasblasen erzeugt, wird
vorteilhaft eine längere Impulsdauer aufweisen, damit sich die Gas
blasen langsam und ohne abrupte Druckerhöhung aufbauen können.
Wie schon erwähnt, genügt es prinzipiell, die Steuerung des Bearbei
tungslasers so anzupassen, daß der Pilotpuls durch Leistungsreduzie
rung und entsprechende Änderung der Impulsdauer von demselben
Laser erzeugt wird, der auch den späteren Bearbeitungspuls erzeugt.
Dies wird jedoch nicht immer möglich sein, insbesondere nicht bei
vorhandenen Geräten. Dann kann ein zweiter Laser als Pilotlaser mit
einem zweiten Lichtleiter vorgesehen sein, es ist auch eine Einspei
sung in den vorhandenen Lichtleiter möglich. Beide Laser sind über
eine entsprechende Steuerung miteinander zu verknüpfen. Insbesonde
re bei Neukonstruktionen kann es in Betracht kommen, zwei Laser,
nämlich einen Pilotlaser und einen Bearbeitungslaser vorzusehen, die
in denselben Lichtleiter einspeisen und über eine gemeinsame Steue
rung miteinander verknüpft sind.
Unabhängig von der verwendeten Vorrichtung ist es in jedem Falle
zweckmäßig, eine Sensorik vorzusehen, welche in der Lage ist, vor
Abgabe des Bearbeitungspulses zuverlässig festzustellen, ob im
Bereich des Applikationsgebietes ein Hohlraum in der Flüssigkeit
vorhanden ist, und die Abgabe des Bearbeitungspulses nur für diesen
Fall zuzulassen und im übrigen durch die Steuerung die Abgabe
weiterer Bearbeitungspulse zu sperren.
Zwar sind mehrere Methoden zur Materialanalyse bekannt, im vor
liegenden Fall wird es jedoch besonders einfach und günstig sein,
optische Methoden zu verwenden. So sind beispielsweise Verfahren
bekannt, bei denen anhand der Intensität des reflektierten Lichtes
eine Materialbestimmung erfolgt. Eine solche Materialbestimmung hat
den Vorteil, daß sie durch den Lichtleiter des Bearbeitungslasers oder
gegebenenfalls des Pilotlasers erfolgen kann, wodurch der vorrich
tungsmäßige Aufwand verringert wird.
Der Bearbeitungspuls sollte dann ausgelöst werden, wenn die durch
den Pilotpuls erzeugte Blase aufgeschwungen ist. Um dies zu gewähr
leisten, kann beispielsweise ein Testpuls mit der Energie des Pilot
pulses ausgelöst und die Schwingungsperiode der so erzeugten Blase
bestimmt werden. Die Schwingungsperiode ergibt sich aus der Zeit
differenz zwischen den Druckwellen, die bei der Blasenerzeugung
und beim Kollaps ausgesandt werden und läßt sich daher auf einfache
Weise akustisch ermitteln.
Vorrichtungsmäßige Ausbildungen der Erfindung sind nachfolgend
anhand zweier in der Zeichnung stark schematisiert dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils
den schematischen Aufbau dieser Vorrichtungen.
In den Figuren ist ein Teil einer Rohrleitung 0 dargestellt, die durch
einen Pfropfen 1 verstopft ist. Die in der Rohrleitung befindliche
Flüssigkeit ist mit 3 gekennzeichnet. Das erfindungsgemäße Ver
fahren soll eingesetzt werden, um durch Laserpulsbearbeitung den
Pfropfen 1 in der Rohrleitung 0 zu entfernen und auf diese Weise die
Rohrleitung wieder durchgängig zu machen. Während der Bearbei
tung steht Flüssigkeit 3 in der Leitung. Die zur abtragenden Bearbei
tung gemäß der Erfindung vorgesehene Gasblase ist mit 2 gekenn
zeichnet und befindet sich unmittelbar vor dem abzutragenden Mate
rial 1.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 sind ein erster Laser 4 als Bearbei
tungslaser und ein zweiter Laser 9 als Pilotlaser vorgesehen. Der
Laser 4 ist an einen Lichtleiter 5 angeschlossen, der Laser 9 an einen
Lichtleiter 10. Die Lichtleiter 5 und 10 sind durch die Rohrleitung 0
gemeinsam bis zur Applikationsstelle geführt. Sowohl der Bearbei
tungslaser 4 als auch der Pilotlaser 9 werden über eine Steuerung 11
so angesteuert, daß mittels des Pilotlasers 9 zunächst ein vergleichs
weise langer und energiearmer Laserpuls zum Zwecke der Bildung
der Gasblase 2 zur Applikationsstelle gesendet wird und daß nach
Bildung der Gasblase 2 erst der vergleichsweise energiereiche und
kurze Puls des Bearbeitungslasers 4 freigegeben wird. Anstelle der
dargestellten zwei Lichtleiter 5 und 10 kann auch ein gemeinsamer
Lichtleiter verwendet werden, in den über entsprechende optische
Mittel von beiden Lasern 4 und 9 eingespeist wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist lediglich ein Laser 4 vorgesehen,
dessen Ausgang über den Lichtleiter 5 zur Applikationsstelle geführt
ist. Bei dieser Ausführung übernimmt eine Steuerung 12 nicht nur die
Freigabe des Bearbeitungslaserpulses des Lasers 4, sondern steuert
weiterhin die Leistung des Lasers 4, die Impulsdauer und den Im
pulsabstand. Auf diese Weise kann der Laser 4 sowohl zur Abgabe
eines Pilotpulses als auch zur Abgabe eines Bearbeitungspulses ange
steuert werden.
Bezugszeichenliste
0 - Rohrleitung
1 - Pfropfen
2 - Gasblase
3 - Flüssigkeit
4 - Laser
5 - Lichtleiter von 4
9 - Pilotlaser
10 - Lichtleiter von 9
11 - Steuerung Fig. 1
12 - Steuerung Fig. 2.
1 - Pfropfen
2 - Gasblase
3 - Flüssigkeit
4 - Laser
5 - Lichtleiter von 4
9 - Pilotlaser
10 - Lichtleiter von 9
11 - Steuerung Fig. 1
12 - Steuerung Fig. 2.
Claims (7)
1. Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem
flüssigkeitsgefüllten Raum, bei dem durch pulsweise Laseremission
ein Materialabtrag erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder
während der Laserbearbeitung im Bereich der Bearbeitungsstelle (1)
zur Verdrängung der dort befindlichen Flüssigkeit (3) eine Gasblase
(2) erzeugt wird und daß die Gasblasenerzeugung durch einen dem
Bearbeitungslaserpuls vorausgehenden Puls (Pilotpuls) eines Lasers
(4, 9) erfolgt, der durch Verdampfung von Material und/oder Flüs
sigkeit die erforderliche Gasmenge bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Optimierung des Impulsabstandes zwischen Pilot- und Bearbeitungs
puls die Schwingungsperiode der vom Pilotpuls erzeugten Gasblase
detektiert wird.
3. Vorrichtung zur abtragenden Materialbearbeitung in einem
flüssigkeitsgefüllten Raum, insbesondere zur Durchführung eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem
Bearbeitungspulse erzeugenden Laser
(4), einem daran angeschlossenen Lichtleiter (5),
einem zweiten Laser (Pilotlaser 9) und mit einer Steuerung (11),
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Laser (Pilotlaser 9) zur Gas
blasenerzeugung im Bereich der Bearbeitungsstelle (1)
durch Abgabe eines Laserpulses mit im Vergleich
zum Bearbeitungspuls geringerer Energie (Pilotpuls) vorgesehen
und ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste und der zweite Laser (4 und 6) in einen gemeinsamen Licht
leiter (5) einspeisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für
jeden Laser (4, 6) ein gesonderter Lichtleiter (5, 7) vorgesehen ist,
wobei beide Lichtleiter (5, 7) gemeinsam zur Applikationsstelle (1)
geführt sind.
6. Vorrichtung zur abtragenden Materialbearbeitung in einem
flüssigkeitsgefüllten Raum, insbesondere zur Durchführung eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem
Laser (4), einem daran angeschlossenen Lichtleiter (5) und mit einer
Steuerung (12), dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (4) vor der
Abgabe des Bearbeitungspulses zum Zwecke der Erzeugung einer
Gasblase (2) zur Abgabe eines Laserpulses
mit im Vergleich zum Bearbeitungspuls
geringerer Energie (Pilot
puls) ansteuerbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerung (12) so ausgelegt ist, daß eine Freigabe eines Bearbei
tungspulses nur dann erfolgt, wenn im Zielbereich Gas detektiert
wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4323757A DE4323757C2 (de) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum |
US08/276,045 US5601738A (en) | 1993-07-15 | 1994-07-14 | Method and apparatus for treating material with a laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4323757A DE4323757C2 (de) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4323757A1 DE4323757A1 (de) | 1995-02-09 |
DE4323757C2 true DE4323757C2 (de) | 1995-05-11 |
Family
ID=6492911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4323757A Expired - Fee Related DE4323757C2 (de) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5601738A (de) |
DE (1) | DE4323757C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110625261A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-31 | 江苏大学 | 一种激光空化清除轴类零件熔渣的装置和方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69612411T2 (de) * | 1995-01-31 | 2001-12-06 | Toshiba Kawasaki Kk | Unterwasserbehandlungsverfahren und -system |
US6060686A (en) * | 1996-10-15 | 2000-05-09 | General Electric Company | Underwater laser welding nozzle |
US6538739B1 (en) | 1997-09-30 | 2003-03-25 | The Regents Of The University Of California | Bubble diagnostics |
JP2001087304A (ja) * | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Nidek Co Ltd | レーザ治療装置 |
US20070106416A1 (en) | 2006-06-05 | 2007-05-10 | Griffiths Joseph J | Method and system for adaptively controlling a laser-based material processing process and method and system for qualifying same |
US10765440B2 (en) | 2017-11-14 | 2020-09-08 | Sonic Vascular, Inc. | Focused intraluminal lithectomy catheter device and methods |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE231522C (de) * | ||||
DE2647618C2 (de) * | 1973-04-26 | 1986-03-27 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen | Einrichtung zur Materialbearbeitung |
DE2536573C3 (de) * | 1975-08-16 | 1980-07-24 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zum Schneiden von Werkstücken mittels aus dem Schneidkopf eines CO2 -Lasers austretender Laser- und Gasstrahlen |
JPS56144890A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Punching work by laser |
JPS61206587A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-12 | Toshiba Corp | レ−ザ加工方法 |
JPS62179882A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-07 | Aisan Ind Co Ltd | レ−ザ−ビ−ムによる加熱方法 |
DE3733489A1 (de) * | 1987-10-03 | 1989-04-20 | Telemit Electronic Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur materialbearbeitung mit hilfe eines lasers |
US4799755A (en) * | 1987-12-21 | 1989-01-24 | General Electric Company | Laser materials processing with a lensless fiber optic output coupler |
JPH02165888A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法 |
US4906812A (en) * | 1988-12-22 | 1990-03-06 | General Electric Company | Fiber optic laser joining apparatus |
FR2651508B1 (fr) * | 1989-09-05 | 1994-05-13 | Centre Nal Recherc Scientifique | Dispositif de traitement de pieces par chocs laser. |
DE4025566A1 (de) * | 1990-08-11 | 1992-02-13 | Audi Ag | Verfahren zum entgraten der kanten metallischer bauteile |
US5254112A (en) * | 1990-10-29 | 1993-10-19 | C. R. Bard, Inc. | Device for use in laser angioplasty |
DE4105060A1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Med Laserzentrum Luebeck Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung der materialbearbeitung mittels gepulstem laserlicht |
US5246436A (en) * | 1991-12-18 | 1993-09-21 | Alcon Surgical, Inc. | Midinfrared laser tissue ablater |
US5321715A (en) * | 1993-05-04 | 1994-06-14 | Coherent, Inc. | Laser pulse format for penetrating an absorbing fluid |
-
1993
- 1993-07-15 DE DE4323757A patent/DE4323757C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-07-14 US US08/276,045 patent/US5601738A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110625261A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-31 | 江苏大学 | 一种激光空化清除轴类零件熔渣的装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5601738A (en) | 1997-02-11 |
DE4323757A1 (de) | 1995-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013210857B3 (de) | Verfahren zum Einstechen in metallische Werkstücke mittels eines Laserstrahls | |
DE4418845C5 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Hilfe eines Laserstrahls | |
US9162319B2 (en) | Method and device for the removal of material by means of laser pulses | |
DE102006052824B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung beim Laserstrahlschneiden eines metallischen Bauteils | |
DE10218469A1 (de) | Laser-Durchbohrungsverfahren | |
DE10045191A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitsteuerung der Strahlcharakteristiken bei einer mit einem Laser ausgerüsteten Werkzeugmaschine | |
DE102007054334A1 (de) | Aerostatisches Lager und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP3150328A1 (de) | Verfahren und bearbeitungsmaschine zum einstechen, bohren oder schneiden metallischer werkstücke mit ausrichten eines hilfsgasstrahles falls ein spontaner materialabtragt detektiert wird | |
DE4323757C2 (de) | Verfahren zur Materialbearbeitung mittels Laser in einem flüssigkeitsgefüllten Raum | |
DE102012003202A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Schneiden oder mit Schneiden versehenen Werkstücken, mit einem Nasslaser | |
DE102011054988A1 (de) | Lochvorrichtung und Lochverfahren | |
DE102009049750A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Material mittels eines modulierten Laserstrahls | |
DE102013210845A1 (de) | Verfahren zum Einstechen in metallische Werkstücke mittels eines Laserstrahls | |
DE102007023387A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Oberflächen eines Werkstückes | |
WO2020126421A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erosiven bearbeitung eines werkstücks oder einer werkstückoberfläche mit hilfe eines hochdruck-fluidstrahls | |
DE3824047A1 (de) | Vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit strahlung | |
WO2023072641A1 (de) | Verfahren zur erzeugung angesenkter löcher mittels laserstrahlbearbeitung | |
DE2211195A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Materialschweißung | |
EP2018926A1 (de) | Verfahren zum thermischen Schneiden mit Veränderung der Zusammensetzung des Schneidgases während des Schneidvorgangs | |
DE2509635A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur laserschweissung | |
DE4202941C2 (de) | Verfahren zum Materialabtrag an einem bewegten Werkstück | |
DE10203452B4 (de) | Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Laserstrahl | |
AT501297B1 (de) | Verbrennungsmotor | |
DE102004013475B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen von Material | |
DE202008016079U1 (de) | Laserbearbeitungsvorrichtung und Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung zum Werkzeug- und Formbau |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |