專(zhuān)利名稱(chēng)：在使用仿真程序的情況下確定激光切割工藝的切割結(jié)果的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定激光切割エ藝的切割結(jié)果的方法，該切割結(jié)果依據(jù)沿著切割面構(gòu)造固化脊(Erstarrungsriefe)和/或在切割面的下邊緣上形成毛刺而被評(píng)估,其中在仿真程序中提供了虛擬激光切割機(jī)，所述虛擬激光切割機(jī)可以以來(lái)自參數(shù)空間P的值P0的集合而虛擬運(yùn)行。
背景技術(shù)：
激光切割是已建立的分離方法。在激光輔助的制造方法中，激光切割在エ業(yè)應(yīng)用中占據(jù)領(lǐng)先地位。從應(yīng)用者角度來(lái)看，對(duì)于這種制造方法而言，在高質(zhì)量的情況下要求高生產(chǎn)率。對(duì)于在Imm到30mm的板厚范圍的宏觀(guān)應(yīng)用的領(lǐng)域中的激光切割而言，目前在エ業(yè)上采用高性能CO2激光器(10 μ輻射器)，所述高性能CO2激光器具有為大約IOym的輻射波長(zhǎng)并且具有為l_6kW的激光功率。附加地，如今可支配新型輻射源，如光纖激光器和圓盤(pán)激光器(1μ輻射器)，所述光纖激光器和圓盤(pán)激光器(I μ輻射器)具有為大約Iym的輻射波長(zhǎng)、具有目前為I-SkW的激光功率并且具有比CO2激光器明顯更好的輻射質(zhì)量。這種I μ輻射器相對(duì)于所建立的10 μ輻射器提供顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)。然而，I μ輻射器與10 μ輻射器相比擁有更差的切割質(zhì)量，這阻礙了 I μ輻射器的使用。沿著工件切割的質(zhì)量可以依據(jù)在切割面上構(gòu)造的脊結(jié)構(gòu)的形態(tài)和通過(guò)熔化的材料在切割面的下邊緣上的毛刺形成而被評(píng)估。除了切割面的平面度和垂直度之外還要求小的脊形成和毛刺形成。切割-焊接エ藝鏈?zhǔn)侨缦吕訌脑摾由弦R(shí)別用于制備接合間隙(Fuegespalt)的切割面的質(zhì)量有何種意義。為了能夠利用激光制造不需要通過(guò)研磨和修整的后處理的細(xì)長(zhǎng)的焊縫，期望待接合的構(gòu)件的具有平面的、直角的以及平滑的、無(wú)毛刺和氧化物的切割面的切割部(Zuschnitt)。出于上述原因，曾檢查如下機(jī)制，所述機(jī)制導(dǎo)致沿著工件的切割邊緣和切割面形成脊和毛刺以及氧化層。-在切割面上形成脊，所述脊的幅度從確定的切割深度起跳躍式地増加，即出現(xiàn)從較精細(xì)的脊到較粗糙的脊的變換。-粗糙的脊的幅度隨著待切割的材料的厚度的増加而變得更大。-較粗糙的脊重復(fù)地被中斷和/或具有不規(guī)則的間距(脊在切割方向上的數(shù)目隨著切割深度而變換)。軸向結(jié)構(gòu)和/或脊的中斷產(chǎn)生切割面的不規(guī)則的結(jié)構(gòu)并且是不期望的。脊的可實(shí)現(xiàn)的幅度如今對(duì)于10 μ輻射器而言與對(duì)于I μ輻射器而言相比更小。-尤其是在切割面的下部分中或者在大材料厚度的情況下形成了具有最大的幅度的脊，這些具有最大的幅度的脊是由于熔化了的金屬在切割面上的固化而引起的。
-尤其是在大的進(jìn)給速度的情況下，熔融物并未完全從下邊緣脫落(abloesen)。粘附的并且接著固化的熔融物形成不期望的毛刺。用于形成毛刺的機(jī)制僅被理解為一部分，這導(dǎo)致切割設(shè)備的生產(chǎn)率的可能的值如今遠(yuǎn)遠(yuǎn)未被充分利用。-在焊縫中形成裂紋和孔可以通過(guò)被氧化的接合邊緣而造成，如這些裂紋和孔在火焰切割的情況下所形成的那樣。因而，熔化切割利用惰性切割氣體來(lái)執(zhí)行，以便獲得無(wú)氧化物的切割面。文獻(xiàn)EP-Bl 0929 376描述了一種用于激光束處理的方法,該方法要特別適于切割15mm和更大的大材料厚度。根據(jù)該方法產(chǎn)生多種焦距，所述焦距在軸向方向上沿著材料的厚度被定位，以便產(chǎn)生激光福射的大的深度效應(yīng)(Tiefenwirkung)。然而表明的是,盡管在該文獻(xiàn)中推薦了這些措施，但是脊和毛刺的形成沒(méi)有變化地大量出現(xiàn)。此外，在材料的上邊緣上的焦點(diǎn)在較深處的激光輻射的部分導(dǎo)致接縫的不期望的擴(kuò)寬(倒圓)?，F(xiàn)有技術(shù)如今不足以利用I μ輻射器針對(duì)大于2mm板厚引入品質(zhì)切割(Qualitaetsschnitte)并且不足以利用10 μ福射器將品質(zhì)切割擴(kuò)展到更大的15mm的板厚。技術(shù)限制的原因是
-切割質(zhì)量的邊界的擴(kuò)展(根據(jù)利用I μ輻射器以及ιομ輻射器和具有激光參數(shù)和方法參數(shù)的如今可調(diào)節(jié)的值的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn))并不能實(shí)現(xiàn)，
-關(guān)于脊和毛刺的形成的現(xiàn)有的理解不足以例如識(shí)別射束成形的需要的、基本上是新的作用并且能夠給出用于射束成形的以下措施。

出于這些原因，本領(lǐng)域技術(shù)人員如今僅建議了用于改善利用I μ輻射器進(jìn)行切割的措施，這些措施根據(jù)利用10 μ輻射器的切割的經(jīng)驗(yàn)而是公知的。這些措施目前并不成功，使得Ιμ輻射器始終還不能實(shí)現(xiàn)ιομ輻射器的切割質(zhì)量。此外，還不知道可能用來(lái)解釋不同的切割質(zhì)量的物理原因。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和知識(shí)證明，存在至少兩種類(lèi)型的脊，即熔融脊和固化脊，所述熔融脊和固化脊的形態(tài)給予了對(duì)所基于的形成機(jī)制的指示。此外，在J. Dowden 所編著的“The Theory of Laser Materials Processing”中的 Schulz, ff.的文獻(xiàn)“Simulation of Laser Cutting，，(Springer Series in MaterialsScience，2009 年，第 119 卷，第 21-69 頁(yè)，ISBN 13 978-1-4020-9339-5)描述了激光切割的仿真。尤其是，為此給出了微分方程式。該文獻(xiàn)也研究韋伯?dāng)?shù)。此外，Schulz，W.的文獻(xiàn)“Dynamics or ripple formation and melt flow in laser beam cutting，，(J. Phys. D:AppI. Phys.，1999年，第32卷，第1219-1228頁(yè))檢查在激光切割金屬時(shí)的脊形成和熔融物流動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)這兩個(gè)文獻(xiàn)中的說(shuō)明可能計(jì)算在激光束切割時(shí)的脊的形成，更確切地說(shuō)總是在預(yù)給定從外部作用于系統(tǒng)的干擾的情況下計(jì)算在激光束切割時(shí)的脊的形成。根據(jù)這些文獻(xiàn)也僅觀(guān)察熔融脊。熔融脊在沒(méi)有固化的熔融物的情況下單獨(dú)地通過(guò)熔融物前部(Schmelzfront)的運(yùn)動(dòng)而形成在切割面的上側(cè)上，并且與固化脊相比具有小的幅度，而且在技術(shù)上是次重要的。固化脊在較大的切割深度中(通常在待切割的板的上邊緣之下Imm到2mm)通過(guò)熔融物前部的波狀構(gòu)型和通過(guò)波狀固化的熔融物而形成，并且與熔融脊相比具有大的幅度，而且在技術(shù)上是非常重要的。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和知識(shí)并未澄清，脊和毛刺的形成如何與激光參數(shù)、機(jī)器參數(shù)和材料參數(shù)相關(guān)聯(lián)。出于該原因，利用新型激光束源(例如光纖激光器)制造品質(zhì)切割還始終不占主導(dǎo)地位，這阻礙了新型輻射源的廣泛應(yīng)用并且在世界范圍內(nèi)是研究的對(duì)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是給出ー種方法，利用該方法在不僅采用針對(duì)可能要采用的實(shí)際激光切割機(jī)的確定的參數(shù)而且采用待切割的材料的確定的參數(shù)以及所需的エ藝參數(shù)的情況下可以確定激光切割エ藝的切割結(jié)果。也要給予能夠有針對(duì)性地調(diào)節(jié)切割面的粗糙度的可能性。該任務(wù)通過(guò)ー種具有權(quán)利要求I所述的特征的方法來(lái)解決。該方法的有利的擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求得到。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)激光切割エ藝的切割結(jié)果的確定。根據(jù)該方法，要利 用確定的激光切割機(jī)執(zhí)行的切割過(guò)程的結(jié)果依據(jù)沿著切割面構(gòu)造固化脊和/或在切割面的下邊緣上的毛刺形成而被評(píng)估。該方法并不在實(shí)際的激光切割機(jī)上被執(zhí)行。更確切地說(shuō)，在仿真程序中提供了一種虛擬激光切割機(jī)，所述虛擬激光切割機(jī)可以以來(lái)自參數(shù)空間P的值Po的集合來(lái)虛擬運(yùn)行。參數(shù)空間P通過(guò)如下式子來(lái)限定
P =(入激光，I0(t)， f(x，z，t), s U, Z, t), π(χ, ζ, t), Pg (χ, ζ, t), Tg(x，z，t),V0(t), d, P材料)，其中
P 材料_ (P s，cps，入 s， P I > Cpi，入 I，Hm，Hv，Tm，Tv， Π., σ，ncs，ncl)，
其中，
λ 標(biāo)識(shí)激光輻射的波長(zhǎng)，
I0(t)標(biāo)識(shí)激光輻射的隨著時(shí)間變化的強(qiáng)度的最大值， f(x, Z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的強(qiáng)度的隨著時(shí)間變化的空間分布， s(x, z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的方向的隨著時(shí)間變化的空間分布， η(χ, z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的偏振狀態(tài)的隨著時(shí)間變化的空間分布，
Pg(X，z, t)標(biāo)識(shí)切割氣體的隨著時(shí)間變化的壓力， τ g(x, z, t)標(biāo)識(shí)切割氣體的隨著時(shí)間變化的切應(yīng)力，
V0 (t)標(biāo)識(shí)隨著時(shí)間變化的進(jìn)給速度，該進(jìn)給速度被限定為在激光束軸線(xiàn)與エ件之間的相對(duì)速度，
d標(biāo)識(shí)待切割的材料的板厚，
P s標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的待切割的材料的密度，
Cps標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的比導(dǎo)熱率， λ s標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的熱導(dǎo)率，
P χ標(biāo)識(shí)熔融物的密度，
Cpl標(biāo)識(shí)熔融物的比導(dǎo)熱率， λ !標(biāo)識(shí)熔融物的熱導(dǎo)率，
Hm標(biāo)識(shí)待切割的材料的熔融焓，
Hv標(biāo)識(shí)待切割的材料的蒸發(fā)焓，Tffl標(biāo)識(shí)待切割的材料的熔融溫度，
Tv標(biāo)識(shí)待切割的材料的蒸發(fā)溫度， η標(biāo)識(shí)熔融物的動(dòng)カ粘度，
O標(biāo)識(shí)熔融物的表面張力，
ncs標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的復(fù)折射指數(shù)，
ncl標(biāo)識(shí)熔融物的復(fù)折射指數(shù)，
并且其中
χ標(biāo)識(shí)在激光束軸線(xiàn)與材料之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上的坐標(biāo)，以及 ζ標(biāo)識(shí)垂直于材料上側(cè)的坐標(biāo)，以及 t標(biāo)識(shí)時(shí)間。根據(jù)本方法，在步驟a)中，針對(duì)仿真程序的流程，參數(shù)集合Ptl被輸入到虛擬切割機(jī)中。接著，在步驟b)中，在利用虛擬切割機(jī)進(jìn)行的虛擬切割過(guò)程中，在虛擬エ件中產(chǎn)生切割，其方式是在切割物前部(Schneidfront)的頂點(diǎn)處的熔融物前部的熔膜厚度h=h (ζ,t)和位置M=M (z, t)根據(jù)切割深度z (0〈z〈d, d為板厚)和時(shí)間t的時(shí)間演化(zeitlicheEntwicklung)由被歸ー化到Vci的偏微分方程式DGL針對(duì)所給予的來(lái)自P的參數(shù)集合P。而被計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種用于確定激光切割工藝的切割結(jié)果的方法，該切割結(jié)果依據(jù)沿著切割面構(gòu)造固化脊和/或在切割面的下邊緣上形成毛刺而被評(píng)估， 其中， 在仿真程序中提供了虛擬激光切割機(jī)，所述虛擬激光切割機(jī)能以來(lái)自參數(shù)空間P的值P0的集合而虛擬運(yùn)行， 其中參數(shù)空間P通過(guò)下式來(lái)限定P = (λ 激光，I0(t)， f(x，z，t), s (x, z, t), n(x, z, t), Pg (x, z, t), Tg(x，z，t),V0(t), d, P材料)，其中， P 材料 _(P s) cps，入 s， Pi，Cpi，入 I，Hm，Hv，Tm，Tv， Π， σ，ncs，ncl)， 其中， λ #|標(biāo)識(shí)激光輻射的波長(zhǎng)， I0(t)標(biāo)識(shí)激光輻射的隨著時(shí)間變化的強(qiáng)度的最大值， f (X，z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的強(qiáng)度的隨著時(shí)間變化的空間分布， s(x, z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的方向的隨著時(shí)間變化的空間分布， n(x, z, t)標(biāo)識(shí)激光輻射的偏振狀態(tài)的隨著時(shí)間變化的空間分布， Pg(X，z, t)標(biāo)識(shí)切割氣體的隨著時(shí)間變化的壓力， τ g (X，z，t)標(biāo)識(shí)切割氣體的隨著時(shí)間變化的切應(yīng)力， V0 (t)標(biāo)識(shí)隨著時(shí)間變化的進(jìn)給速度，所述進(jìn)給速度被限定為在激光束軸線(xiàn)與工件之間的相對(duì)速度， d標(biāo)識(shí)待切割的材料的板厚， Ps標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的待切割的材料的密度， Cps標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的比導(dǎo)熱率， λ s標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的熱導(dǎo)率， P !標(biāo)識(shí)熔融物的密度， Cpl標(biāo)識(shí)熔融物的比導(dǎo)熱率， λ !標(biāo)識(shí)熔融物的熱導(dǎo)率， Hm標(biāo)識(shí)待切割的材料的熔融焓， Hv標(biāo)識(shí)待切割的材料的蒸發(fā)焓， Tffl標(biāo)識(shí)待切割的材料的熔融溫度， Tv標(biāo)識(shí)待切割的材料的蒸發(fā)溫度， η標(biāo)識(shí)熔融物的動(dòng)力粘度， O標(biāo)識(shí)熔融物的表面張力， ncs標(biāo)識(shí)處于固態(tài)的材料的復(fù)折射率， ncl標(biāo)識(shí)熔融物的復(fù)折射率， 并且其中， X標(biāo)識(shí)在激光束軸線(xiàn)與材料之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上的坐標(biāo)，以及 z標(biāo)識(shí)垂直于材料上側(cè)的坐標(biāo)，以及 t標(biāo)識(shí)時(shí)間， 以及其中在步驟a)中，針對(duì)仿真程序的流程，參數(shù)集合Ptl被輸入到虛擬切割機(jī)中， 以及接著 在步驟b)中，在利用虛擬切割機(jī)進(jìn)行的虛擬切割過(guò)程中，在虛擬工件中產(chǎn)生切割，其方式是在切割物前部的頂點(diǎn)處的熔融物前部的熔膜厚度h=h (z，t)和位置M=M (z，t)根據(jù)切害I]深度z (0<z<d, d為板厚)和時(shí)間t的時(shí)間演化由被歸一化到V。上的偏微分方程式DGL針對(duì)所給予的來(lái)自P的參數(shù)集合Ptl而被計(jì)算 —I G(Z, t; h, F ,) — 4 Dfzj t; h, F>-,) = v ---= v - 1 οιoza 其中，所述偏微分方程式DGL具有起始值和邊界值 h (z, t=0) =h0 (z), M(z, t=0)=M0(z) h (z=0, t) =0,M(z=0, t)=m0(t;P0) 其中，Iltl(Z)和Mci (z)標(biāo)識(shí)任意的起始分布，Hitl (LPtl)標(biāo)識(shí)切割物前部的上邊緣的位置，Vp=Vp (z，t)標(biāo)識(shí)熔融物前部的速度，Vs=G (z，t; h, Ptl)標(biāo)識(shí)熔融物的表面上的流動(dòng)速度，以及D (z, t; h, P。)標(biāo)識(shí)熔膜動(dòng)力的衰減， 以及接著 在步驟c)中，通過(guò)將吸收物前部的限定為位置M(z，t)-h(z, t)的時(shí)間變化過(guò)程投影到切割面上來(lái)給出切割面上的脊幅度的空間分布R (X，z)，其中所述切割面具有通過(guò)進(jìn)給速度Vtl確定的將t映射到X上的傳遞函數(shù)， 和/或， 根據(jù)在切割面的下邊緣上的熔膜厚度的時(shí)間變化過(guò)程h (z=d，t)和流出速度的時(shí)間變化過(guò)程G(z=d，t; h(z=d, t), Ptl)來(lái)計(jì)算切割面的下邊緣上的毛刺的空間分布B (x), 以及 在步驟d)中，為進(jìn)一步的分析提供了虛擬的切割結(jié)果，所述虛擬的切割結(jié)果包括R(叉，2)和/或13 (X)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL中的衰減D(Z^bPtl)被置為零。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，為了計(jì)算切割面的下邊緣上的毛刺的空間分布B (X)借助h(z=d, t), G(z=d, t; h(z=d, t), P。)和Pw4來(lái)確定作為流體動(dòng)力學(xué)的特征量的韋伯?dāng)?shù)We (t)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，為了確定其中通過(guò)蒸發(fā)開(kāi)始毛刺形成的參數(shù)而確定熔融物的表面上的溫度Ts(t)=T(M(z=d, t)_h(z=d, t), z=d, t),其中T (x, z，t)標(biāo)識(shí)熔融物中的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的方法，其特征在于，從包括R(x，z)和/或B(X)的虛擬的切割結(jié)果中導(dǎo)出脊和毛刺的一個(gè)或多個(gè)特征量K，用于評(píng)估虛擬的切割結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的方法，其特征在于，步驟a)至d)在參數(shù)空間P中的參數(shù)集合Ptl的環(huán)境中被重復(fù)至少一次，以便針對(duì)參數(shù)集合匕給出被限定為切割結(jié)果或者一個(gè)或多個(gè)特征量K對(duì)來(lái)自P的參數(shù)的數(shù)學(xué)偏導(dǎo)數(shù)的敏感性。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)微分方程式DGL的解結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)分析來(lái)針對(duì)參數(shù)集合Ptl給出被限定為切割結(jié)果或者一個(gè)或多個(gè)特征量K對(duì)來(lái)自P的參數(shù)的數(shù)學(xué)偏導(dǎo)數(shù)的敏感性。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)自動(dòng)微分來(lái)針對(duì)參數(shù)集合Ptl給出被限定為切割結(jié)果或者一個(gè)或多個(gè)特征量K對(duì)來(lái)自P的參數(shù)的數(shù)學(xué)偏導(dǎo)數(shù)的敏感性。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)以來(lái)自參數(shù)空間P的分別被改變的參數(shù)來(lái)重復(fù)步驟a)至d)，確定來(lái)自激光切割工藝的參數(shù)空間P的參數(shù)的值，用于實(shí)現(xiàn)所限定的切割面和/或用于確定利用預(yù)給定的激光切割機(jī)能實(shí)現(xiàn)的切割面，和/或用于設(shè)計(jì)被優(yōu)化的激光切割機(jī)的部件，所述被優(yōu)化的激光切割機(jī)滿(mǎn)足或至少逼近關(guān)于對(duì)切割面所提出的要求的預(yù)給定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，如果所確定的值不能被傳輸?shù)骄哂蟹Q(chēng)作機(jī)器特定的設(shè)計(jì)空間Dm的機(jī)器特定的參數(shù)的實(shí)際激光切割機(jī)，則導(dǎo)出用于根據(jù)來(lái)自激光切割工藝的參數(shù)空間P的參數(shù)的值來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和/或重新開(kāi)發(fā)實(shí)際激光切割機(jī)的部件的規(guī)貝U，用于實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足或至少逼近關(guān)于對(duì)切割面所提出的要求的預(yù)給定的所限定的切割面，其中Dm是P的在沒(méi)有結(jié)構(gòu)性改變實(shí)際激光切割機(jī)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)的子集。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，給出了切割的參數(shù)的值，利用所述值調(diào)節(jié)切割面上的脊幅度的空間分布，并且由此，圖像或標(biāo)志被施加到切割面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，給出了切割的參數(shù)的值，針對(duì)所述值實(shí)現(xiàn)了盡可能小的脊幅度的物理邊界。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，微分方程式DGL的解利用數(shù)學(xué)方法根據(jù)針對(duì)不同起始值h(z, t=0) =h0(z)和M(z, t=0) =M0(z)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性被分析，以便計(jì)算一個(gè)或多個(gè)特征量K，其中，如果存在不穩(wěn)定的解，則根據(jù)不穩(wěn)定性的程度能夠給出脊幅度的分布R (X，z)的下限并且由此能夠計(jì)算相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)特征量K。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，給出P或Dm的子集，在所述子集中滿(mǎn)足或至少逼近關(guān)于對(duì)切割面所提出的要求的預(yù)給定。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，給出P的子集，在所述子集中滿(mǎn)足或至少逼近關(guān)于對(duì)切割面所提出的要求的預(yù)給定。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種用于確定激光切割工藝的切割結(jié)果的方法，該切割結(jié)果依據(jù)沿著切割面構(gòu)造固化脊和/或在切割面的下邊緣上形成毛刺而被評(píng)估，其中在仿真程序中提供了虛擬激光切割機(jī)，所述虛擬激光切割機(jī)可以以來(lái)自參數(shù)空間P的值P0的集合運(yùn)行。在步驟a)中，參數(shù)集合P0被輸入(103)到虛擬切割機(jī)中，接著在步驟b)中，在虛擬工件中產(chǎn)生斷面，其方式是由具有起始值和邊界值的偏微分方程式計(jì)算在切割物前部的頂點(diǎn)上的熔融物前部的位置和熔膜厚度根據(jù)切割深度和時(shí)間的時(shí)間演化，以及接著在步驟c)中，通過(guò)將吸收物前部的時(shí)間變化過(guò)程投影到切割面上來(lái)給出切割面上的脊幅度的空間分布和/或根據(jù)熔膜厚度的時(shí)間變化過(guò)程和在切割面的下邊緣上的流出速度來(lái)計(jì)算毛刺的空間分布，并且在步驟d)中針對(duì)進(jìn)一步分析提供(104)虛擬的切割結(jié)果。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102741009SQ201180008736
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者G.福森, J.許特勒, M.尼森, W.舒爾茨 申請(qǐng)人:弗勞恩霍弗實(shí)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì), 德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)