[发明专利]用于通过流体射流引导的激光束使工件3D成形的设备

权利要求书

1.一种用于通过利用脉冲激光束（102）进行的材料烧蚀而使工件（101）3D成形的设备（100），所述设备（100）包括：

加工单元（103），所述加工单元（103）被配置成将加压的流体射流（104）提供到所述工件（101）上并将所述激光束（102）朝向所述工件（101）耦合至所述流体射流（104）中，

运动控制器（105），所述运动控制器（105）被配置成设定所述工件（101）相对于所述加工单元（103）的x-y-z位置，

测量单元（107），所述测量单元（107）被配置成测量所述加压的流体射流（104）在所述工件（101）上的入射点（108）沿z方向的z位置，以及

激光控制器（106）；

其中，所述运动控制器（105）被配置成反复地改变所述工件（101）的x-y-z位置，使得所述激光束（102）在x-y平面中扫描工件表面（109），

其中，所述测量单元（107）被配置为通过测量所述流体射流（104）在所述工件（101）上的多个入射点（108）的z位置来确定所述表面（109）的轮廓，

其中，所述激光控制器（106）被配置为基于所确定的所述表面（109）的轮廓单独地设定每个激光脉冲（200）的能量，和/或其中，所述运动控制器（105）被配置为通过基于所确定的所述表面（109）的轮廓在每个激光脉冲（200）之后改变所述x-y-z位置，设定移动所述工件（101）的轨迹，并且

其中，所述激光控制器（106）被配置成基于由所述运动控制器（105）针对每个激光脉冲（200）设定的x-y-z位置以及由所述测量单元（107）在所述激光脉冲（200）之前测量的所述加压的流体射流（104）在所述工件（101）上的入射点（108）的z位置，单独地调节每个激光脉冲（200）的能量。

2.根据权利要求1所述的设备（100），其中，

所述测量单元（107）被配置成确定每个激光脉冲（200）在由所述测量单元（107）在所述激光脉冲（200）之后测量的所述加压的流体射流（104）在所述工件（101）上的入射点（108）的z位置处的烧蚀结果，并且所述激光控制器（106）被配置成基于所确定的烧蚀结果来调节下一个激光脉冲（200）的能量。

3.根据权利要求2所述的设备（100），其中，

所述激光控制器（106）被配置成通过设定每个激光脉冲（200）的宽度和/或振幅、和/或通过设定脉冲（200）的速率并因此设定连续的脉冲（200）之间的时间延迟、和/或通过执行脉冲猝发（201）来控制每个激光脉冲（200）的能量。

4.根据权利要求3所述的设备（100），其中，

所述激光控制器（106）被配置成控制每个激光脉冲（200）的能量，使得每个激光脉冲（200）在由所述运动控制器（105）针对所述激光脉冲（200）设定的所述工件（101）的x-y-z位置处沿z方向烧蚀1µm至1000 µm深度的工件材料。

5.根据权利要求4所述的设备（100），还包括：

用于生成所述激光束（102）的激光源（110），所述激光源（110）包括所述激光控制器（106）和用于调制所述激光脉冲（200）的快速开关。

6.根据权利要求5所述的设备（100），其中，

所述测量单元（107）被配置成在两个接连的激光脉冲（200）之间的时间段内测量所述流体射流（104）在所述工件（101）上的入射点（108）的z位置。

7.根据权利要求6所述的设备（100），其中，

所述运动控制器（105）被配置成在每个激光脉冲（200）之后逐步地或连续地改变所述工件（101）相对于所述加工单元（103）的x-y-z位置。