在激光加工過程期間，在激光加工系統(tǒng)中的各個位置處會產(chǎn)生熱。在激光器裝置本身中，激光束也被引導(dǎo)通過光學(xué)透鏡并且在那里產(chǎn)生必須導(dǎo)出的熱。對于精確的材料加工，還特別重要的是：保持加工光學(xué)器件和掃描儀光學(xué)器件的溫度恒定，以避免這些光學(xué)器件上的材料膨脹以及因此焦點偏移。激光光纜之間的插接連接部處也會產(chǎn)生熱，該熱會導(dǎo)致材料膨脹，并且因此導(dǎo)致光束改變。因此激光加工系統(tǒng)配備有冷卻裝置，該冷卻裝置通常具有水冷卻回路。

背景技術(shù)：

1、然而，在各種工業(yè)環(huán)境中，例如在用于電動車輛的電池的生產(chǎn)中，使用水作為用于加工光學(xué)器件和激光光纜的插接連接部的冷卻介質(zhì)是不行的，這是因為即使少量的水泄漏也可能導(dǎo)致部件或系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p壞。

2、作為水的替代物，基于乙二醇的冷卻液體也可以用作冷卻劑。然而，這些基于乙二醇的冷卻液體由于其易燃性而不能在所有工業(yè)環(huán)境中使用。乙二醇還具有吸濕性。因此，不能排除：隨時間推移，來自周圍空氣中的水越來越多地擴(kuò)散到這種冷卻劑中。

3、液體冷卻劑冷卻的替代方案是用壓縮空氣冷卻。然而，轉(zhuǎn)換到基于壓縮空氣的冷卻構(gòu)思將意味著要重新設(shè)計要冷卻的部件?，F(xiàn)有激光加工系統(tǒng)的光學(xué)器件和激光光纜的插接連接部的冷卻通道在其截面以及其路線方面并非針對空氣或氣體冷卻的理想所需的壓力水平進(jìn)行設(shè)計。特別是在激光光纜的插接連接部中，必須在非常小的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)導(dǎo)出相對大量的熱。然而，冷卻通道的截面如此之小，以至于特別是在高激光功率下，基本上僅在液體冷卻的情況下才能將足夠的冷卻介質(zhì)傳導(dǎo)通過部件。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的在于提供一種激光加工系統(tǒng)，在該激光加工系統(tǒng)的情況下，在所有使用條件下都能保證系統(tǒng)的光學(xué)部件的可靠冷卻。

2、該目的通過一種激光加工系統(tǒng)實現(xiàn)，該激光加工系統(tǒng)具有激光器裝置、至少一個加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件以及至少一個激光光纜，所述激光光纜帶有插接連接部，其特征在于，設(shè)置有冷卻回路，該冷卻回路至少經(jīng)過或伸入加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件以及所述至少一個激光光纜的插接連接部，并且二有機(jī)聚硅氧烷(diorganopolysiloxan)作為冷卻劑在該冷卻回路中循環(huán)。

3、二有機(jī)聚硅氧烷或硅油不含任何水，而是具有疏水性。另外，二有機(jī)聚硅氧烷是化學(xué)惰性的、無腐蝕性的、不易燃的、不導(dǎo)電的、無毒的，并且與所有常見的建筑材料和密封材料兼容。其他積極的特性包括其耐高溫性和非常低的冰點。各種粘度的硅油也是可用的。這些特性使其能夠用作幾乎所有激光加工任務(wù)的冷卻液體，但以下工件的加工除外，所述工件(例如在汽車車身構(gòu)造中)隨后要用油漆涂覆。

4、不需要改變現(xiàn)有加工光學(xué)器件或掃描儀光學(xué)器件或者激光光纜的插接連接器。冷卻效率比使用壓縮空氣時更高。另外，使用二有機(jī)聚硅氧烷作為冷卻劑比使用壓縮空氣更便宜。

5、原則上，還可以使用具有二有機(jī)聚硅氧烷的冷卻回路來冷卻激光器裝置。然而，優(yōu)選地，可以提供單獨的冷卻水回路來冷卻激光器。這使得能特別容易地改造已經(jīng)以水冷卻工作的現(xiàn)有系統(tǒng)。所需要做的就是針對光學(xué)部件建立具有二有機(jī)聚硅氧烷的單獨的冷卻回路。激光器的水冷卻可以保留。在此，單獨的冷卻回路可以由冷卻裝置以及通向激光加工系統(tǒng)的光學(xué)部件(即，加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件以及插接連接部)以及從其回流的管線形成，其中，管線固定地連接至光學(xué)部件。如果更換光學(xué)部件，則打開冷卻回路時不可避免地發(fā)生的泄漏由此會發(fā)生在冷卻裝置區(qū)域中而不是光學(xué)部件區(qū)域中。

6、如果二有機(jī)聚硅氧烷具有與水的粘度相似或相同的粘度，則出現(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)點。在這種情況下，在使用針對水所設(shè)計的冷卻裝置時，針對冷卻劑形成類似的流動條件。

7、為了更容易檢測冷卻回路中的泄漏，可以將uv(ultraviolet，紫外)發(fā)光染料添加至二有機(jī)聚硅氧烷。通過用uv光進(jìn)行照射，可以非?？焖俚匕l(fā)現(xiàn)泄漏。

技術(shù)特征：

1.一種激光加工系統(tǒng)(10)，其具有激光器裝置(11)、至少一個加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12，12')以及至少一個激光光纜(13，13')，所述激光光纜帶有插接連接部(14，14')，其特征在于，設(shè)置有具有冷卻裝置(15，19)的冷卻回路，所述冷卻回路至少經(jīng)過所述加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12，12')以及所述至少一個激光光纜(13，13')的所述插接連接部(14，14')，并且二有機(jī)聚硅氧烷作為冷卻劑在所述冷卻回路中循環(huán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述冷卻回路的所述冷卻裝置(15)還冷卻所述激光器裝置(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述冷卻回路的單獨的冷卻裝置(19)僅冷卻所述激光加工系統(tǒng)的所述加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12')以及插接連接部(14')，并且所述單獨的冷卻裝置包括從所述單獨的冷卻裝置(19)通向所述加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12')以及插接連接部(14')以及從其返回的管線(20，21)，其中，所述管線(20，21)固定地連接至所述加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12')以及插接連接部(14')。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的激光加工系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述二有機(jī)聚硅氧烷具有與水的粘度相對應(yīng)的粘度。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的激光加工系統(tǒng)(10)，其特征在于，uv發(fā)光染料被添加至所述二有機(jī)聚硅氧烷。

6.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的激光加工系統(tǒng)(10)中的具有冷卻裝置(15，19)的冷卻回路。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種激光加工系統(tǒng)(10)，其具有激光器裝置(11)、至少一個加工和掃描儀光學(xué)器件(12)以及具有插接連接部(14)的至少一個激光光纜(13)，其中，設(shè)置有冷卻回路(15)，該冷卻回路至少經(jīng)過加工光學(xué)器件和/或掃描儀光學(xué)器件(12)以及至少一個激光光纜(13)的插接連接部(14)，并且二有機(jī)聚硅氧烷作為冷卻劑在該冷卻回路中循環(huán)。

技術(shù)研發(fā)人員：M·胡翁克
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通快激光有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6