[发明专利]具有抽吸系统的激光机床

说明书

本发明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，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)。

技术领域

本发明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。

本发明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。

背景技术

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“MM Das Industriemagazin”(17/2009，第42页及以下等等)中发表的文章“Laser-Einheit macht Auftragsschweiβen auf Bearbeitungszentrum”(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(steep taper)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。本发明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。