本發(fā)明涉及一種激光加工方法和設(shè)備，特別是用于在工件中形成零錐度和/或預(yù)定錐度的加工切口(cut)、切割部分(cutouts)和/或孔。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，加工具有或不具有涂層的硬質(zhì)和/或脆性材料，例如金屬(如不銹鋼)，輕金屬(如鈦、鎂和鋁)，或陶瓷、金屬陶瓷、碳化鎢、pcd金剛石、cvd金剛石、pcbn等的工件都是困難的。例如，在由超硬材料制成的可轉(zhuǎn)位插入件中鉆孔，這種插入孔布置包括具有或不具有一個(gè)或兩個(gè)埋頭孔的孔以允許插入件固定到工具支架，這是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。雖然通常已知使用激光加工方法和設(shè)備來(lái)加工這些工件，但使用掃描單元在可轉(zhuǎn)位刀片中鉆出零錐度孔的方法并不廣為人知。

2、眾所周知，使用鉆孔或切割激光在這些工件上鉆孔，包括高精度鉆孔或切割。激光鉆孔或切割具有速度快且高度靈活性的優(yōu)點(diǎn)，可以鉆透鉆孔以及具有復(fù)雜形狀的鉆孔，或者可以進(jìn)行高精度切割。與傳統(tǒng)的使用麻花鉆的鉆孔方法相比，在硬質(zhì)材料和/或待加工孔徑較小的情況下，激光鉆孔或切割由于無(wú)接觸加工避免了加工工具的磨損，因此更為便宜。

3、在激光加工中，使用激光束發(fā)生設(shè)備與光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合，以將激光束引導(dǎo)到待加工的工件上。激光束照射到工件上會(huì)局部熔化、蒸發(fā)和/或燒蝕工件材料，以在工件中產(chǎn)生或延伸孔或切口。通過(guò)相對(duì)于彼此移動(dòng)激光束和工件中的一個(gè)或兩個(gè)來(lái)控制工件上的照射點(diǎn)的位置，從而控制孔或切口的幾何形狀。眾所周知，激光加工孔會(huì)產(chǎn)生錐形孔，其入口直徑大于孔的接地直徑(ground?diameter)，或者在通孔的情況下甚至大于出口直徑。

4、可以通過(guò)套料鉆孔或螺旋鉆孔來(lái)進(jìn)行高精度和深激光鉆孔。套料鉆孔或螺旋鉆孔使用一種特殊的光學(xué)器件，允許改變激光束的入射角，并使激光束沿旋轉(zhuǎn)路徑高速移動(dòng)。工件保持靜止。這兩種工藝都需要復(fù)雜的光學(xué)設(shè)置來(lái)控制孔的錐角。因此，通過(guò)這些方法激光加工沒(méi)有錐角的孔包括特定且復(fù)雜的裝備和方法，這些裝備和方法只能用于鉆孔，而不能用于其它激光加工過(guò)程。這些眾所周知的方法通常在專用設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，而不能在傳統(tǒng)的使用掃描單元的激光加工設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

5、另一種避免未限定或未選擇的錐形邊緣的方法是物理地移動(dòng)工件，特別是移動(dòng)支撐工件的保持或夾緊設(shè)備，同時(shí)保持激光束處于相同的入射角。這種方法需要高精度的工件平移和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由激光加工設(shè)備圍繞通常4個(gè)或甚至5個(gè)軸線以及復(fù)雜的控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)零錐度或限定的錐形邊緣。此外，附加地或替代地，激光系統(tǒng)(特別是掃描單元)可以相對(duì)于工件移動(dòng)。

6、從文獻(xiàn)us2014263212可知，激光系統(tǒng)和方法用于工件中的加工特征。具體而言，描述了光束協(xié)調(diào)來(lái)控制在工件中形成的切口或切縫的錐度。為了通過(guò)沿光束軸線傳播的聚焦激光束使切縫的側(cè)壁產(chǎn)生期望的錐形特征，光束軸線的入射角和方位角可以相對(duì)于工件移動(dòng)。在切割過(guò)程中，當(dāng)激光束主動(dòng)加工工件，特別是沿著切割路徑照射工件時(shí)，工件和光束軸線都相對(duì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)該文獻(xiàn)，使用兩個(gè)線性軸線使加工點(diǎn)偏離中心，從而在加工表面上形成光束的限定入射角。由于這些軸線的速度比光軸的速度慢，并且為了獲得所需的入射角，需要長(zhǎng)距離移動(dòng)被加工工件，所以加工速度慢。

7、從文獻(xiàn)us20120132629可知，一種用于減小由激光工藝或刻劃產(chǎn)生的切縫中的錐度的方法和設(shè)備。該方法基于用于減小刻劃或切口的錐度的策略性激光定位。因此，該方法包括沿第一切割方向?qū)⒓す馐闇?zhǔn)到基板表面上，并以傾斜角傾斜激光束，進(jìn)一步沿垂直于第一切割方向的第二方向?qū)⒓す馐闇?zhǔn)基板表面，并以傾斜角傾斜激光束。通過(guò)在將激光束瞄準(zhǔn)并以第一切割方向切割的同時(shí)將激光束施加到基板的表面上，以及在將激光束瞄準(zhǔn)在第二方向上并在第一切割方向和與第一切割方向相反的第二切割方向中的一個(gè)方向上切割的同時(shí)將激光束施加到基板的表面上來(lái)形成切口。所述的方法需要用于使光束傾斜的特殊設(shè)備，這意味著靈活性的損失和加工速度的降低。

8、因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種激光加工方法和設(shè)備，利用該方法和設(shè)備，可以在高質(zhì)量的部件中以零錐角和/或預(yù)定錐角(特別是負(fù)錐角)產(chǎn)生限定切割部分、大而深的孔和/或切口。激光加工設(shè)備可以使用掃描單元，使得加工能力和產(chǎn)量變高。另一個(gè)目的是提供一種激光加工方法和設(shè)備，其消除了后加工和清潔操作，提高了可重復(fù)性、可靠性、速度和精度，從而降低了制造成本。此外，這種激光加工方法提供了工藝靈活性、高切割率和非接觸式操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在工件中激光加工限定切割部分的方法，包括：

2、-產(chǎn)生沿著掃描軸線通過(guò)掃描單元傳播的激光束，

3、-設(shè)置工件，該工件被支撐并保持在支架中，并且相對(duì)于掃描軸線能定位，

4、其中該方法還包括步驟：

5、a)限定工件的具有表面區(qū)域(surface?area,表面面積)和深度的加工體積，

6、b)確定加工體積和掃描軸線之間的第一相對(duì)位置，其中掃描軸線被定向?yàn)榇笾麓怪庇诩庸んw積的表面區(qū)域，并且將工件和/或掃描軸線定位在第一相對(duì)位置，

7、c)將激光束引導(dǎo)到加工體積上，在其表面區(qū)域內(nèi)，引起工件和激光束之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并使激光束沿著第一切割路徑掃描，

8、d)去除至少部分加工體積以形成具有第一側(cè)壁的第一切割部分，該第一側(cè)壁具有第一錐形特征，

9、e)限定包括第一側(cè)壁并由具有預(yù)定特征的第二側(cè)壁限定的第二加工體積，

10、f)確定第二加工體積和掃描軸線之間的第二相對(duì)位置，并將工件和/或掃描軸線定位在所述第二相對(duì)位置中，并且

11、g)將掃描軸線相對(duì)于工件以預(yù)定傾斜角β定向，將激光束引導(dǎo)到第二加工體積上，沿著第二切割路徑掃描激光束，并去除第二加工體積的至少一部分以形成第二側(cè)壁。

12、根據(jù)本發(fā)明，該方法使用至少兩種不同加工策略的組合。利用第一加工策略，激光束以接近0°的入射角照射，即正交于(normal?to)待加工工件的表面，即正交于限定加工體積的頂面，從而產(chǎn)生高的材料去除率，但會(huì)產(chǎn)生錐形特征。在第二策略中，激光束以較大入射角照射，通常大于80°。通過(guò)這種高入射角，材料去除率低于第一策略。然而，可以實(shí)現(xiàn)高表面質(zhì)量，并且可以去除由第一策略導(dǎo)致的不期望的錐角。

13、此外，該方法解決了由使用掃描單元的激光加工產(chǎn)生的錐角問(wèn)題以及通過(guò)形成深切割部分來(lái)降低特定材料去除率的問(wèn)題。通過(guò)在深度方向上使用多個(gè)步驟，該方法允許通過(guò)激光束的重復(fù)掃描或重復(fù)通過(guò)來(lái)控制掃描切割部分特征，用于材料的完全去除。

14、使用掃描單元可獲得的切割側(cè)面的錐角通常>5°。這是因?yàn)楫?dāng)投射到傾斜的燒蝕側(cè)面上時(shí)，激光強(qiáng)度降低，結(jié)果在臨界角停止燒蝕。與傳統(tǒng)的使用掃描單元的激光鉆孔方法不同，本文所述的方法能夠形成具有預(yù)定錐角和質(zhì)量參數(shù)(例如入口幾何形狀、地面或出口幾何形狀、輪廓精度和表面特征)的切割部分。利用所提出的激光加工方法，可以產(chǎn)生正圓錐形(即正錐形)、圓柱形以及負(fù)圓錐形(即負(fù)錐形)的孔以及孔漏斗、小時(shí)形孔或laval噴嘴形狀的孔。

15、激光加工方法優(yōu)選地被配置為激光加工由硬質(zhì)、超硬和/或脆性材料制成的工件，例如用于可轉(zhuǎn)位刀片或包括多層基板的工件，所述多層基板包括不同材料和/或不同高度的多個(gè)層。

16、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，工件中的機(jī)加工切割部分或結(jié)構(gòu)是盲孔、通孔、在通孔的一端或兩端具有埋頭孔或倒角的通孔，或者橫截面恒定或變化的切割部分。這種切割部分的一個(gè)示例是具有或不具有埋頭孔的通孔，作為允許插入件固定到工具支架的插入孔布置。

17、用于激光加工的激光束是由具有作為光學(xué)系統(tǒng)的掃描單元的激光系統(tǒng)在激光工藝參數(shù)下產(chǎn)生的。掃描單元可以被配置為可移動(dòng)單元。激光束在到達(dá)掃描單元之前穿過(guò)一組光學(xué)器件來(lái)成形。激光束可以沿著掃描軸線延伸通過(guò)掃描單元。激光束通常通過(guò)設(shè)置在掃描單元和工件之間的聚焦透鏡聚焦到工件的表面上。掃描單元被配置為在一個(gè)平面內(nèi)移動(dòng)激光束的焦點(diǎn)，特別是在2d中，或者優(yōu)選地在3d中和/或橫跨工件的整個(gè)期望區(qū)域進(jìn)行掃描。在這種情況下，激光束被掃描單元的光學(xué)部件折射、衍射和/或反射，以實(shí)現(xiàn)其在工件表面上的移動(dòng)。掃描單元可以被配置為將激光束的照射點(diǎn)和/或焦點(diǎn)提供到工件上，并因此提供到加工空間上的很大程度上自由的三維定向。

18、此外，該方法包括工件被支撐并保持在支架中，并且可相對(duì)于掃描軸線定位。額外地或可替代地，除了借助于掃描單元的激光束的受控移動(dòng)之外，支架可以被配置用于以受控方式圍繞至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線和/或沿著至少一個(gè)平移軸線相對(duì)于掃描軸線移動(dòng)被支撐的工件。激光束聚焦在一個(gè)點(diǎn)上，因此需要激光束和待加工工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工工件。激光束焦點(diǎn)在工件上的位置可以通過(guò)相對(duì)于彼此移動(dòng)激光束和工件中的一個(gè)或兩個(gè)來(lái)控制。由于激光束通過(guò)可移動(dòng)掃描單元比支架通過(guò)設(shè)備軸線移動(dòng)更快，因此在去除材料期間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選通過(guò)激光束經(jīng)由掃描單元的受控移動(dòng)來(lái)執(zhí)行。

19、在加工步驟之間，工件可以通過(guò)激光加工設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器在平移和/或旋轉(zhuǎn)方向上的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)到新限定的相對(duì)位置?；蛘?，混合運(yùn)動(dòng)可以在按順序移動(dòng)工件的同時(shí)與橫跨工件掃描的激光束一起使用。

20、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，工件以受控方式圍繞激光加工設(shè)備的多個(gè)軸線移動(dòng)到確定的相對(duì)位置，例如旋轉(zhuǎn)a軸和b軸以及平移z軸。掃描單元優(yōu)選包括三個(gè)光軸，x軸、y軸和z軸。

21、激光加工方法包括步驟a)限定工件的加工體積。加工體積可以由一個(gè)或多個(gè)特性(例如表面區(qū)域，特別是入口周長(zhǎng)、底部或地面或出口周長(zhǎng)以及深度或高度)確定，或者由根據(jù)入口周長(zhǎng)到底部或出口周長(zhǎng)的側(cè)表面來(lái)確定。在下文中，表面區(qū)域表征了由具有圓形、卵形、橢圓形、矩形或多邊形或任何其它封閉形式的周長(zhǎng)所限定的待加工工件的表面部分。加工體積可以具有圓柱形或圓錐形或任何其他合適的三維形狀。具體而言，加工體積在整個(gè)深度上的周長(zhǎng)值和/或形狀可以變化。該表面區(qū)域可以被看作是將被至少部分加工的表面部分。

22、根據(jù)本發(fā)明，確定加工體積和掃描軸線之間的第一相對(duì)位置。優(yōu)選地，該步驟b)中的掃描軸線定向?yàn)榇笾麓怪?，即正交于加工體積的表面。通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工件和/或掃描軸線被帶到確定的第一相對(duì)位置。優(yōu)選地，工件通過(guò)設(shè)備軸線的受控啟動(dòng)而移動(dòng)到第一相對(duì)位置。

23、在激光加工方法的步驟c)中，激光束沿著大致垂直于表面區(qū)域的掃描軸線被引導(dǎo)到工件的該表面區(qū)域內(nèi)。激光束和工件中的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)于彼此移動(dòng)，使得激光束沿著第一切割路徑移動(dòng)。換句話說(shuō)，激光束在表面區(qū)域內(nèi)沿著第一切割路徑掃描。第一切割路徑可以被配置成通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)控制使得激光束可以以不同的方式穿過(guò)待加工的表面部分。例如，激光束可以沿著螺旋形曲線或者沿著規(guī)則間隔的平行線的路徑掃描?；蛘?，激光束可以沿著曲線或一系列平行曲線或一系列在相鄰路徑之間具有特定的偏移的同心圓掃描。通常，當(dāng)加工孔時(shí)，表面區(qū)域由閉合曲線的周長(zhǎng)限制，并且在加工圓柱形孔的情況下，這種周長(zhǎng)曲線是圓形的。根據(jù)本發(fā)明，在自由形成周長(zhǎng)的情況下，該曲線的形狀也可以包括不規(guī)則的形狀。其他掃描或切割路徑也可能用于這種去除。根據(jù)限定切割部分和加工策略，表面區(qū)域的中央部分可以保持未加工狀態(tài)。

24、第一切割路徑和/或第二切割路徑可以由其形狀、起點(diǎn)和終點(diǎn)以及激光束橫跨表面部分掃描的方向來(lái)限定。改變切割路徑可以優(yōu)化特定的材料去除率，并確保高速加工。

25、為了加工該加工體積以及加工另外的體積，激光束可以使用各種掃描運(yùn)動(dòng)橫跨整個(gè)切割部分的表面區(qū)域進(jìn)行多次掃描，以便可以分層去除加工體積和任何其他可去除的加工體積。激光束的每次后續(xù)掃描在多次掃描之間通?？赡芫哂?.1μm至25μm的軸向偏移，這取決于材料去除。激光束的每次后續(xù)掃描可能具有額外的橫向偏移。換句話說(shuō)，后續(xù)掃描要掃描的表面部分小于前一次掃描。橫向偏移取決于待加工結(jié)構(gòu)的幾何特性。通過(guò)控制掃描速度、激光功率和其它參數(shù)，例如切割路徑的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)，可以控制任何一次掃描中材料去除的深度。

26、步驟d)的結(jié)果是加工體積中的切割部分具有第一錐形特征。第一錐形特征受材料特性、加工參數(shù)和加工體積的影響，通常大于5°。這可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。當(dāng)限定加工體積，即所謂的第一加工體積時(shí)，考慮這種可確定的錐形特征對(duì)整個(gè)加工持續(xù)時(shí)間是有益的。

27、根據(jù)本發(fā)明的激光加工方法還包括步驟e)限定第二加工體積，該第二加工體積包括具有第一錐形特征的第一側(cè)壁并延伸至具有預(yù)定特征的第二側(cè)壁。在第一切割部分是孔的情況下，第二加工體積可以具有近似環(huán)形的形狀。預(yù)定特征可以包括正、零和負(fù)錐形特征。因此，待加工的限定切割部分(構(gòu)造為孔)的入口直徑可以大于、等于或小于在通孔的情況下的接地直徑或者甚至小于出口直徑。

28、通過(guò)激光束和/或工件在確定的第二相對(duì)位置的相對(duì)定位來(lái)去除限定的第二材料體積。因此，激光束可以以預(yù)定傾斜角被引導(dǎo)到第二加工體積上，并使激光束橫跨該第二加工體積掃描的同時(shí)照射該第二加工體積。因此，激光束以激光工藝參數(shù)聚焦在第二材料體積的表面部分，以去除第二材料體積的至少一部分，從而形成具有預(yù)定特征的限定切割部分。第二加工體積的加工可以通過(guò)激光束的多次掃描以多次掃描之間的軸向偏移和/或徑向偏移來(lái)連續(xù)地去除材料層。

29、通過(guò)用在垂直于工件表面的第一方向上延伸的激光束重復(fù)去除加工體積，然后用在作為第一方向的另一個(gè)方向上定向(特別是以預(yù)定傾斜角)的激光束去除第二材料體積，可以優(yōu)化整個(gè)加工速度并確保限定切割部分的側(cè)壁的預(yù)定特征。

30、優(yōu)選地，預(yù)定傾斜角大于聚焦激光束的徑向激光束發(fā)散角。傾斜角取決于工藝參數(shù)和材料特性，并且可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。通常，傾斜角在3°到15°之間，優(yōu)選地在5°到10°之間。

31、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，激光加工方法包括在步驟e)中，將第二加工體積分成m個(gè)段(section，區(qū)段)，并且m≥1。優(yōu)選地，m在1與4之間。在步驟f)中，確定m個(gè)段中的一個(gè)段與掃描軸線之間的相對(duì)位置，并且所述段和/或掃描軸線被定位在該相對(duì)位置中，并且在步驟g)中，掃描軸線以預(yù)定光束傾斜角被定向到所述段上，通過(guò)使激光束沿著第二切割路徑掃描來(lái)照射所述段，并且從所述段去除材料以形成所述段的第二側(cè)壁。因此，在加工下一個(gè)段之前，加工這些段中的每一個(gè)段，直到獲得該段的預(yù)定特征。在該策略中，掃描軸線和選定的段之間的相對(duì)位置保持在先前確定的相對(duì)位置，直到該段的第二側(cè)壁變成預(yù)定形狀。然后重新確定相對(duì)位置，并且通過(guò)工件和/或掃描軸線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，m個(gè)段中的另一個(gè)段被定位在新確定的待加工的相對(duì)位置。重復(fù)該過(guò)程，直到對(duì)m個(gè)段中的每一個(gè)段都進(jìn)行加工，并且具有預(yù)定特征的限定切割部分完成。

32、將第二加工體積分成m個(gè)段使得能夠分別加工m個(gè)段中的每一個(gè)，直到去除第二加工體積，這可以進(jìn)一步優(yōu)化加工速度和質(zhì)量。通過(guò)選擇合適數(shù)量的段，每個(gè)段可以以合適的傾斜角加工。

33、通過(guò)以第二特定偏移在一次或多次掃描中使激光束沿著第二切割路徑掃描來(lái)加工m個(gè)段中的選定和定位的段。第二切割路徑可以包括多條激光線，這些激光線之間具有橫向偏移，和/或可以包括第二切割圖案。優(yōu)選地，第二切割路徑或圖案可以通過(guò)多次偏移周長(zhǎng)曲線或周長(zhǎng)曲線的一部分來(lái)產(chǎn)生，其中每條曲線之間具有固定的偏移，待去除的加工體積的表面被掃描。通常，當(dāng)加工孔時(shí)，這種路徑由孔周長(zhǎng)的一段組成、重復(fù)、以同心方式偏移。

34、根據(jù)激光加工方法的另一實(shí)施例，步驟a)中限定的加工體積被細(xì)分成n層，每層具有表面區(qū)域，即由單獨(dú)的周長(zhǎng)和厚度限定的單獨(dú)的表面區(qū)域，并且n≥1。n層中的每一層都限定了要通過(guò)所述的兩步加工策略去除的單獨(dú)加工體積。n的值(細(xì)分層數(shù))取決于要去除的加工體積的深度或高度。優(yōu)選地，n在2與10之間。將n層細(xì)分并隨后加工在材料去除率方面是有利的，因此在加工時(shí)間和切割部分的側(cè)壁特征方面也是有利的。

35、每個(gè)限定的第一加工體積被連續(xù)加工，使得激光加工參數(shù)可以針對(duì)n層中的每一層單獨(dú)調(diào)整?；蛘?，n層中的每一層都可以以相同的激光加工參數(shù)進(jìn)行處理。n層中每一層的可調(diào)整工藝參數(shù)可以確保n層中每一層(特別是在多層材料的情況下)的最佳加工。第一加工體積的材料可在后續(xù)的加工步驟中從工件的頂面向下去除。

36、待加工的n層中的每一層的厚度可以選擇以克服材料去除率的限制，材料去除率隨著進(jìn)入工件的深度而降低。n層中的每一層的厚度通?？梢栽?.1mm和2mm之間，這取決于限定切割部分的材料特性和/或幾何特性。

37、在工件是多層基板的情況下，n層中的至少一層或每一層的厚度可以對(duì)應(yīng)于至少一層或每一層單獨(dú)材料層的厚度。或者，n層中至少一層的厚度可以通過(guò)改變加工材料來(lái)確定。在這種情況下，層的厚度通過(guò)檢測(cè)待處理材料的變化，例如通過(guò)外部在線或離線過(guò)程控制系統(tǒng)，來(lái)確定。通過(guò)為n層中的每一層選擇合適的厚度和/或根據(jù)可檢測(cè)的材料變化來(lái)調(diào)整激光加工參數(shù)，通過(guò)優(yōu)化加工每種材料的工藝參數(shù)，可以在整個(gè)加工過(guò)程中保持最大的材料去除率。

38、使用激光加工方法，使得激光加工過(guò)程在周期時(shí)間、產(chǎn)量、靈活性和更高的加工質(zhì)量方面得到優(yōu)化。特別是，激光束沿著第一切割路徑橫跨工件的同時(shí)以大致垂直或正交于表面區(qū)域的第一方向進(jìn)行掃描，可以實(shí)現(xiàn)特定的高去除率。然而，可能導(dǎo)致不期望的錐角，這可以通過(guò)加工第二加工體積來(lái)調(diào)整。優(yōu)選地，在加工n層中的另一層之前，加工限定的n層的第一加工體積并去除n層中每一層的第二加工體積，保持材料去除率大致恒定并處于高水平。通過(guò)去除錐形的材料，其不會(huì)在加工更深的結(jié)構(gòu)期間對(duì)激光能量的吸收做出貢獻(xiàn)。因此，避免了由于在同一方向上進(jìn)一步向下掃描而降低材料去除率。此外，使用這種方法可以減少熱效應(yīng)，提高加工切割部分的質(zhì)量和重復(fù)性。

39、在一個(gè)實(shí)施例中，從限定切割部分的頂側(cè)并且隨后從底側(cè)進(jìn)行加工，多個(gè)切割部分從兩側(cè)結(jié)合在一起以形成單個(gè)貫通切割部分。這種從兩側(cè)加工的策略能夠形成彎曲的、錐形的、圓形的或自由形成的壁結(jié)構(gòu)的切割部分。這樣，由于整體深度的進(jìn)一步減小和/通過(guò)適應(yīng)n層中的每一層的第一切割路徑，可以優(yōu)化加工速度。

40、在加工限定切割部分結(jié)束時(shí)，可以執(zhí)行另外的步驟，用于通過(guò)激光加工完成切割部分的第二側(cè)壁。這一精加工步驟提高了整個(gè)切割部分深度上的加工表面的整體質(zhì)量。根據(jù)激光加工方法的一個(gè)實(shí)施例，該精加工步驟包括將待加工的表面細(xì)分成多個(gè)扇區(qū)，并且利用以限定的第二傾斜角定向的掃描軸線來(lái)執(zhí)行激光加工?；蛘?，激光加工可以在掃描軸線定向在另一個(gè)可限定的傾斜角的情況下進(jìn)行。

41、此外，本發(fā)明涉及一種激光加工設(shè)備，用于利用根據(jù)本發(fā)明的方法在工件中激光加工限定切割部分，該激光加工設(shè)備包括具有掃描單元的激光系統(tǒng)，該掃描單元用于使激光束在至少兩個(gè)坐標(biāo)方向上移動(dòng)，并且被配置為沿著掃描軸線產(chǎn)生激光束，并且將激光束以大致垂直于表面區(qū)域地引導(dǎo)到工件上，以及將激光束沿著第二切割方向引導(dǎo)到工件上，用于支撐并保持工件的支架，并且可以通過(guò)激光加工設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元圍繞至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線和/或沿著至少一個(gè)平移軸線移動(dòng)，以及至少一個(gè)控制器，其被配置為使激光束沿著第一切割路徑和第二切割路徑掃描，并控制驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)工件以加工限定切割部分，以及確定通過(guò)使激光束沿著第一切割路徑掃描而被連續(xù)加工的n層和通過(guò)使激光束沿著第二切割路徑掃描而被加工的m個(gè)段?？刂破骺梢园ê线m的處理單元，用于控制系統(tǒng)硬件和過(guò)程的設(shè)備、軟件和/或用于操作激光加工設(shè)備以執(zhí)行激光加工方法的存儲(chǔ)器。

42、激光加工設(shè)備可以包括一個(gè)控制器，用于控制與工件相關(guān)的機(jī)械軸線和與掃描單元相關(guān)的光軸的移動(dòng)。可選地，激光加工設(shè)備可以包括：一個(gè)控制器，其被配置用于使工件圍繞機(jī)械軸線移動(dòng)；以及另一個(gè)控制器，其被提供用于使掃描單元的光軸移動(dòng)，使得激光束朝向工件定向并掃描工件的整個(gè)表面。此外，激光加工設(shè)備的掃描單元可以被配置為沿著和/或圍繞機(jī)械軸線移動(dòng)，同時(shí)工件在加工期間保持定位?？蛇x地，當(dāng)工件沿著和/或圍繞機(jī)械軸線移動(dòng)時(shí)，掃描單元可以保持定位。甚至此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，可以提供激光加工設(shè)備的機(jī)械軸線來(lái)移動(dòng)工件以及用于激光加工工件的掃描單元。