[发明专利]用于以去除材料的方式对工件进行激光加工的方法

权利要求书

1.一种用于使用激光加工机(15)以材料去除的方式对工件(16)进行激光加工的方法，所述激光加工机具有产生激光束脉冲(P)的激光器(17)，具有将所述激光器(17)的激光束脉冲(P)对准所述工件(16)的激光头(18)，并且具有机器轴装置(23)，所述机器轴装置(23)具有至少一个机器轴(24)，所述机器轴被设置为以至少一个平移和/或旋转自由度(X，Y，Z，DX，DY，DZ)将所述工件(16)和所述激光头(18)相对于彼此定位和/或移动，所述方法包括以下步骤：

-借助于所述激光头(18)将多个激光束脉冲(P)发射到所述工件(16)的待去除体积(V)的表面(31)上，其中从所述工件(16)的待去除体积(V)中去除材料，并由此在所述工件(16)上制造出待制造轮廓面(29)，

-在所述待制造轮廓面(29)直接与所述待去除体积(V)邻接的边界点(32)处调整所述激光束脉冲(P)相对于所述待制造轮廓面(29)的入射角(α)，使得所述激光束脉冲(P)的所述入射角(α)等于阈值角(α_S)，其中所述阈值角(α_S)等于使得所述激光束脉冲(P)在所述工件(16)的待制造轮廓面(29)上的入射点(27)处的有效激光能量密度(E_eff)对应于阈值能量密度(F_S)的入射角(α)的量，其中在所述入射点(27)处大于所述阈值能量密度(F_S)的有效激光能量密度(E_eff)引起材料去除，而在所述入射点(27)处小于所述阈值能量密度(F_S)的有效激光能量密度(E_eff)不会引起材料去除，

其中将待制造轮廓面在所述边界点上的期望几何形状用作确定当前入射角的参数，所述边界点与待去除体积的当前表面或最上层直接邻接，使得应当被去除的体积中只有超出所述轮廓面的期望几何形状的体积元素被有效去除。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述入射角(α)是待制造轮廓面(29)的边界点(32)处的切线(T)与所述激光束脉冲(P)的中心轴(M)和/或所述激光头(18)的光轴(A)之间的角度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，通过所述工件(16)和所述激光头(18)相对于彼此的定位和/或取向来进行所述入射角(α)的调整。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，将所述激光束脉冲(P)的有效激光能量密度(E_eff)定义为由所述工件吸收的所述激光束脉冲(P)的脉冲能量除以所述激光束脉冲(P)的横截面积，其中在对所述工件(16)进行激光加工期间的有效激光能量密度(E_eff)始终大于所述阈值能量密度(F_S)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，将所述激光束脉冲(P)对准布置在脉冲面(28)内的入射点(27)。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，根据所述工件(16)和/或所述待制造轮廓面(29)的一个或多个参数来定义所述脉冲面(28)的大小和形状和/或所述入射点(27)在所述脉冲面(28)内的位置。

7.根据权利要求5或6所述的方法，

其特征在于，所述激光束脉冲(P)以预给定的顺序从所述激光头(18)发射到所述脉冲面(28)内的入射点(27)上。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，

其特征在于，根据所述工件(16)相对于所述激光头(18)的当前相对位置和/或相对取向来改变所述脉冲面(28)的外轮廓。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，所述激光束脉冲(P)的脉冲持续时间在纳秒范围、皮秒范围或飞秒范围内。