具有抽吸系统的激光机床技术方案

本发明专利技术涉及一种用于加工工件和/或用于通过借助聚焦激光束(L)对材料粉末(P)进行位置选择性固化形成连接区域以制造模制体的机床(1)。机床(1)包括可由处理室门(11)关闭且包围处理空间(12)的处理室(10)、储存材料粉末(P)的可被门关闭的材料粉末容器柜(7)和抽吸系统。抽吸系统具有产生气流的风扇(2)、借助第一废气管(3a)流体连接到风扇(2)将颗粒抽吸出处理空间(12)的第一抽吸装置及借助第二废气管(3b)流体连接到风扇(2)将颗粒抽吸出材料粉末容器柜(7)的第二抽吸装置。根据本发明专利技术，第一抽吸装置具有控制第一抽吸装置的抽吸功率的装置(4a)和/或第二抽吸装置具有控制第二抽吸装置的抽吸功率的装置(4b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抽吸系统的激光机床
本专利技术涉及一种用于加工工件和/或用于通过借助于聚焦激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域以制造模制体的机床，该机床具有用于抽吸颗粒的抽吸系统。本专利技术还涉及一种用于从用于处理工件和/或用于通过借助于聚焦激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域以制造模制体的机床的处理室中的处理空间中抽吸颗粒的方法，所述处理室可以由处理室门关闭。
技术介绍
常用机床具体地是根据选择性激光熔化、选择性激光烧结或激光沉积焊接的原理制造模制体的机床。具体地，可以使用由金属、塑料或陶瓷制成的材料粉末。在下文中，术语“激光机床”或简称“机床”将用于概括用于用激光束加工/生产/制造工件或模制体的不同类型的机床。利用选择性激光熔化、激光烧结或激光沉积焊接的方法，可根据对应模制体的几何形状描述数据，例如通过由金属或陶瓷材料粉末或由塑料粉末的分层构造来生产或加工如机器部件、工具、假体、珠宝件等模制体。在制造过程中，通过粉末喷嘴将材料粉末引导至聚焦激光束的焦点，通过聚焦激光束加热材料粉末，使得材料粉末在照射区域中再熔化以形成连接的固化区域。在冷却之后，形成可被机械加工的材料层。对于选择性激光熔化领域中的现有技术，例如参考DE102015522689A1。此外，例如从EP2052845A2中已知上述类型的激光机床。例如在专利申请DE102013224649A1中描述了一种用于熔覆的机床。Nowotny等人在杂志“MMDasIndustriemagazin”(17/2009，第42页及以下等等)中发表的文章“Laser-EinheitmachtAuftragsschweiβenaufBearbeitungszentrum”(激光单元可以在加工中心进行熔覆)介绍了一种激光加工光学器件，该光学器件通过陡锥(steeptaper)插入到CNC机床的铣削主轴中。焊接金属(材料粉末)通过粉末喷嘴供给到激光焦点中。工件可以在同一台机床上铣削。已知基本上有两种类型的机床，分别用于加工工件和/或用于通过利用激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域，特别是通过选择性激光熔化或选择性激光烧结或激光沉积焊接以制造模制体。机床类型的不同之处尤其在于提供材料粉末的方式。在第一种类型的机床中，以多个层的形式构建粉末床。在第二种类型的机床上，借助于粉末喷嘴在处理位置处提供材料粉末。本专利技术尤其涉及通过粉末喷嘴在激光器焦点处提供材料粉末的机床。用于移动激光加工头和/或工件的机械设置可以例如在已知的五轴加工中心中进行，其中提供激光加工头而不是机械刀具。多年来，在市场上也有可使用激光加工和可例如用铣刀进行金属切削的机床。在这种混合加工中心中，激光加工头可以附接到刀具主轴保持器。在上述过程中，特别是在激光沉积焊接过程中，会产生焊接烟尘，这可能对人体健康有害，因为它们可能含有致癌的可吸入颗粒，因此这些颗粒会产生相当大的健康风险。焊接烟尘颗粒的尺寸可以是例如几微米或甚至十分之几微米。因此它们也被称为细粉尘颗粒。由于对人的可能的健康危害，必须保护这种机床的操作者免于吸入颗粒。作为第一保护措施，机床的操作者可以佩戴呼吸器口罩。然而，由口罩提供的保护可能是不充分的。另外，在机床附近的其他人没有受到保护。为了尽可能避免危害健康的颗粒污染机床的周围空气，激光机床因此通常具有用于从处理空间抽吸颗粒的抽吸装置。激光机床通常具有处理室，该处理室可以通过处理室门封闭，处理室包围处理空间。可以通过抽吸装置在处理室中建立真空，使得至少在处理室关闭时没有颗粒释放到环境中。当操作抽吸装置时，必须此种的方式调节气流：即一方面确保颗粒的最有效抽吸，另一方面，在处理空间中产生的气流必须不干扰处理本身。例如，太强的气流会干扰由流过粉末喷嘴的载气产生的材料粉末流，使得足够量的材料粉末或不均匀分布的材料粉末不能到达激光束的焦点。为了避免对材料粉末流的干扰，抽吸装置通常具有可手动调节的节流阀以调节抽吸功率。通常在机床的安装或维护期间执行一次节流阀调节。然而，由于限定的抽吸功率的降低，在处理已经结束之后，不再能够以全部抽吸功率将颗粒从处理空间抽吸出。因此，在打开处理室门之前，需要多余地等待很长时间，直到处理室中的所有空气已经被完全更换至少一次，从而可以尽可能地排除颗粒对环境或机床操作者的污染。
技术实现思路
根据上述内容，本专利技术的目的是提供一种具有抽吸系统的机床，在该抽吸系统中抽吸功率是可调节的。该问题通过根据权利要求1的通用术语(genericterm)的机床来解决。根据本专利技术，第一抽吸装置具有用于控制第一抽吸装置的抽吸功率的装置和/或第二抽吸装置具有用于控制第二抽吸装置的抽吸功率的装置。该问题还通过一种用于从用于处理工件和/或用于通过借助于聚焦激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域以制造模制体的机床的处理室中的处理空间抽吸颗粒的方法来解决，该处理室可以由处理室门关闭。在第一方法步骤中，在机床开始加工过程之前锁定处理室门。这确保了处理室门在加工过程中不能打开。在进一步的方法步骤中，运行第一抽吸装置以在机床执行加工过程的同时以降低的功率从处理空间抽吸出颗粒。功率的节流受到例如根据所使用的材料粉末或根据材料粉末流的影响。这防止了由抽吸产生的气流影响材料粉末流。在进一步的方法步骤中，在加工过程中断或终止之后，用于将颗粒从处理空间抽吸出的第一抽吸装置以最大功率运行规定的时间段。这有利地使得在处理室门可以打开之前可以从处理室抽吸所有有害颗粒或至少大部分有害颗粒。以这样的方式确定该时间段，即在该时间段内，处理空间中的所有空气被完全更换至少一次。在最后的方法步骤中，在经过规定的时间段之后解锁处理室门。一旦所有颗粒被抽吸出处理空间，就可以再次打开处理室门。不再存在机床的操作者或机床的周围空气被有害颗粒污染的任何风险。术语节流功率是指低于最大抽吸功率的抽吸功率。用于抽吸的气流由风扇产生，该风扇优选地以恒定功率运行。抽吸装置的抽吸功率之后优选地通过限制气流来节流，例如通过节流阀来节流。节流阀例如可以布置在抽吸装置的废气管中，该废气管与鼓风机流体连接。从属权利要求的主题是可以单独使用或彼此组合使用的优选配置和进一步发展。优选地，用于控制第一抽吸装置和/或第二抽吸装置的抽吸功率的装置均具有致动器。致动器可优选地由机床控制器单独控制。因此，可以完全自动地调节第一抽吸装置的抽吸功率和/或第二抽吸装置的抽吸功率，并且将其整合到处理流程中。此外，抽吸功率可根据机床的状况进行调节。在机床的优选构造中，连接到第一废气管的进气口和出气口布置在处理空间中。进气口和出气口优选地布置成使得在聚焦的激光束的焦点上方产生气流。如果所产生的气流经过激光束的焦点，则可以非常有效地抽吸所产生的焊接烟尘，因为焊接烟尘在激光束的焦点处或附近产生。此外，如果气流经过产生焊接烟尘的地方，则第一抽吸装置可以以较低的抽吸功率运行。特别地，进气口和出气口布置成使得气流在水平方向上产生。如果激光加工头将聚焦的激光束垂直地发射到工件上，则这种布置是特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机床(1)，所述机床(1)用于加工工件和/或用于通过借助于聚焦激光束(L)对材料粉末(P)进行位置选择性固化以形成连接区域以制造模制体，包括：/n处理室(10)，所述处理室(10)能够被处理室门(11)关闭，且所述处理室(10)包围处理空间(12)；/n材料粉末容器柜(7)，所述材料粉末容器柜(7)可由门关闭，所述材料粉末容器柜(7)用于储存材料粉末(P)；和/n一抽吸系统，包括：/n风扇(2)，所述风扇(2)用于产生气流；/n第一抽吸装置，所述第一抽吸装置经由第一废气管(3a)流体连接到所述风扇(2)，所述第一抽吸装置用于将颗粒抽吸出所述处理空间(12)；和/n第二抽吸装置，所述第二抽吸装置经由第二废气管(3b)流体地连接到所述风扇(2)，所述第二抽吸装置用于将颗粒抽吸出所述材料粉末容器柜(7)，/n其特征在于/n所述第一抽吸装置包括用于控制所述第一抽吸装置的抽吸功率的装置(4a)，和/或/n所述第二抽吸装置包括用于控制所述第二抽吸装置的抽吸功率的装置(4b)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 DE 102017215911.11.机床(1)，所述机床(1)用于加工工件和/或用于通过借助于聚焦激光束(L)对材料粉末(P)进行位置选择性固化以形成连接区域以制造模制体，包括：
处理室(10)，所述处理室(10)能够被处理室门(11)关闭，且所述处理室(10)包围处理空间(12)；
材料粉末容器柜(7)，所述材料粉末容器柜(7)可由门关闭，所述材料粉末容器柜(7)用于储存材料粉末(P)；和
一抽吸系统，包括：
风扇(2)，所述风扇(2)用于产生气流；
第一抽吸装置，所述第一抽吸装置经由第一废气管(3a)流体连接到所述风扇(2)，所述第一抽吸装置用于将颗粒抽吸出所述处理空间(12)；和
第二抽吸装置，所述第二抽吸装置经由第二废气管(3b)流体地连接到所述风扇(2)，所述第二抽吸装置用于将颗粒抽吸出所述材料粉末容器柜(7)，
其特征在于
所述第一抽吸装置包括用于控制所述第一抽吸装置的抽吸功率的装置(4a)，和/或
所述第二抽吸装置包括用于控制所述第二抽吸装置的抽吸功率的装置(4b)。


2.根据权利要求1所述的机床(1)，其中用于控制所述第一抽吸装置和/或所述第二抽吸装置的抽吸功率的所述装置(4a，4b)均包括致动器。


3.根据权利要求1或2所述的机床(1)，其中，流体地连接到所述第一废气管(3a)的进气口(5b)和出气口(5a)布置在所述处理空间(12)中，使得在聚焦的所述激光束(L)的焦点上方产生气流(F)。


4.根据权利要求3所述的机床(1)，其中所述进气口(5b)和所述出气口(5a)布置成使得所述气流(F)在水平方向上产生。


5.根据前述权利要求中的至少一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·雷萨切，安德烈亚斯·阿布特，
申请(专利权)人：萨奥有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE