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    Patents

    1. Advanced Patent Search
    Publication numberDE3711470 A1
    Publication typeApplication
    Application numberDE19873711470
    Publication dateOct 27, 1988
    Filing dateApr 4, 1987
    Priority dateApr 4, 1987
    Also published asDE3711470C2
    Publication number19873711470, 873711470, DE 3711470 A1, DE 3711470A1, DE-A1-3711470, DE19873711470, DE3711470 A1, DE3711470A1, DE873711470
    InventorsEckhard Dr Dipl Ing Beyer, Rolf Dipl Ing Klein, Gerd Prof Dr Ing Herziger
    ApplicantFraunhofer Ges Forschung
    Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
    External Links: DPMA, Espacenet
    Method of producing a three-dimensional model
    DE 3711470 A1
    Abstract
    Method of producing a three-dimensional model, in particular a vehicle model, which is composed of a multiplicity of discs which have model contours and are produced from plate material by stock removal. So that in particular vehicle models can be produced quickly and cost-effectively, the model contours are produced by machining the plate material with a laser beam. <IMAGE>
    Claims(11)  translated from German
    1. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Modells, insbesondere eines Fahrzeugmodells, das aus einer Vielzahl von Scheiben zusammengesetzt ist, die Modellkonturen aufweisen und aus Platten werkstoff durch materialabtragende Bearbeitung hergestellt werden, dadurch gekenn zeichnet, daß das Herstellen der Modell konturen durch Bearbeitung des Plattenwerkstoffs ( 12 ) mit Laserstrahlung erfolgt. 1. A method for producing a three-dimensional model, in particular of a vehicle model, which is composed of a plurality of slices, the model contours have and from disks material are produced by material-removing machining, characterized marked by the fact that the production of the model contours by machining of the board material ( 12) is carried out with laser radiation.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß aus dem Plattenwerk stoff ( 12 ) Scheibenrohlinge ( 13 ) mittels Laser strahls ( 14 ) herausgeschnitten werden, wobei der Laserstrahl ( 14 ) senkrecht zum Plattenwerkstoff ( 12 ) und/oder mit einer der Modellform ( 18 ) angepaßten Neigung zum Plattenwerkstoff ( 12 ) geführt ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that from the plate material (12) disc blanks (13) are cut out by means of laser beam (14), wherein the laser beam (14) perpendicular to the plate material (12) and / or with one of the die (18) adapted to tilt the panel material (12) is guided.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenroh linge ( 13 ) zu einem Grobkonturmodell zusammenge fügt werden, das danach erforderlichenfalls von Hand und/oder mit Laserstrahlung geglättet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the linge Scheibenroh (13) to a rough contour model together amount to be added, which is then smoothed by hand if necessary, and / or with laser radiation.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegte Modellform ( 18 ) von einem Rechner ( 16 ) in Scheiben ( 11 ) eingeteilt wird, und daß der Rechner ( 16 ) die Konturwerte der Modellform ( 18 ) für die jeweiligen Scheibenstärken ( 17 ) berechnet und dementsprechend den Laserstrahl ( 14 ) beim Schneiden der Scheibenrohlinge ( 13 ) und/oder beim Glätten des Grobkonturmodells ( 15 ) beaufschlagt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed die (18) by a computer (16) divided into discs (11), and that the computer (16), the contour value of the model shape (18) for the respective slice thicknesses (17) are calculated and accordingly the laser beam (14) during the cutting of the disk blanks (13) and / or in smoothing of the rough contour model (15) acted upon.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Anfügen eines Scheibenrohlings ( 13 ) eine Erfassung der tatsächlichen Konturwerte erfolgt und die Beauf schlagung des Laserstrahls ( 14 ) erforderlichenfalls entsprechend korrigiert wird. 5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that after each attaching a disk blank (13), a detection of the actual values ​​and the contour Beauf suppression of the laser beam (14) where necessary is corrected accordingly.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Konturwerte der Modellform ( 18 ) die von den Scheibenseiten ( 19 ) und/oder Kanten ( 20 ) gebildeten Konturlinien ( 21 ) verwendet werden. 6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that values ​​of the model as a contour shape (18) of the disc sides (19) and / or edges (20) formed by contour lines (21) are used.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Glätten des Grobkonturmodells ( 15 ) ein Abstandsmeßsystem zur Steuerung einer den Laserstrahl ( 14 ) auf das Grobkonturmodell ( 15 ) fokussierenden Optik ( 22 ) und/oder ein Laserleistungsmeßsystem zur Steuerung von Betriebsgrößen des Lasers ( 23 ) verwendet werden. 7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the smoothing of the rough contour model (15) a distance measuring for controlling the laser beam (14) to the coarse contour model (15), focusing optics (22) and / or a Laserleistungsmeßsystem for controlling operating variables of the laser (23) may be used.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß als Betriebsgrößen des Lasers ( 23 ) dessen Leistung P und/oder dessen Einschaltdauer t L verwendet werden. 8. The method according to claim 7, characterized in that there are used as operating parameters of the laser (23) whose power P and / or its operating time t L.
    9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenfügen der Scheibenrohlinge ( 13 ) auf einander parallelen Fixierstäben ( 24 ) einer mit einer Abstreifeinrich tung ( 25 ) versehenen Montagebühne ( 26 ) erfolgt. 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the joining of the disc blanks (13) on mutually parallel Fixierstäben (24) a with a Abstreifeinrich device (25) provided with mounting stage (26).
    10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Modellform ( 18 ) in Teilbereiche ( 27 ) aufgeteilt wird, in denen die Ein teilung der Scheiben ( 11 ) in zueinander unterschied lichen Scheibenebenen erfolgt. 10. The method according to claim 4, characterized in that the die (18) is divided into partial regions (27) in which a splitting of the discs (11) in mutually different slice planes union occurs.
    11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Plattenwerk stoff ( 12 ) Kunststoff und/oder Metall verwendet wird. 11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that as the panel material (12) of plastic and / or metal is used.
    Description  translated from German

    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Her stellen eines dreidimensionalen Modells, insbesondere eines Fahrzeugmodells, das aus einer Vielzahl von Schei ben zusammengesetzt ist, die Modellkonturen aufweisen und aus Plattenwerkstoff durch materialabtragende Bearbeitung hergestellt werden. The invention relates to a method for Her provide a three-dimensional model, in particular a vehicle model, which is composed of a plurality of discs have, have the model contours and are manufactured from plate material by material processing.

    Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugmodellen für Windkanalversuche und Styling-Studien wird ein aufwendi ges Fräsverfahren angewendet, um Modelle im Maßstab 1 :1 aus Polystyrolblöcken herauszuarbeiten, die anschließend per Hand glattgeschliffen werden. In the manufacture of motor vehicle models for wind tunnel tests and styling studies a aufwendi ges milling method is applied to models in scale 1: 1 work out of polystyrene blocks, which are then ground smooth by hand. Das Fräsverfahren ist nicht nur aufwendig, sondern die Herstellung eines Modells dauert auch vergleichsweise lange. The milling method is not only expensive, but also the production of a model takes a comparatively long time.

    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Modells zu schaffen, das eine schnelle und kostengünstige Herstel lung erlaubt. The invention is therefore based on the object to provide a method for producing a three-dimensional model, which allows a quick and inexpensive manufacture development.

    Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Ver fahren mit den eingangs genannten Merkmalen das Herstellen der Modellkonturen durch Bearbeitung des Plattenwerkstoffs mit Laserstrahlung erfolgt. This object is achieved in that in a Ver go with the features mentioned in the production of the model contours by editing the plate material is carried out with laser radiation.

    Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß das dreidi mensionale Modell nicht mehr aus einem Stück hergestellt wird, sondern daß eine Zusammensetzung einer Vielzahl von Scheiben erfolgt, welche die Modellkonturen aufweisen. For the invention is of importance that the dreidi dimensional model is no longer manufactured in one piece, but that a composition of a large number of targets is done having the model contours. Derartige Scheiben können vorteilhafterweise mit Laserstrah lung hergestellt werden, also durch materialabtragende Bearbeitung, bei der der Werkstoff durch die Energie eines Laserstrahls verdampft wird. Such discs can be advantageously prepared with Laserstrah treatment, so by material-removing machining, in which the material is evaporated by the energy of a laser beam.

    Zweckmäßigerweise werden aus dem Plattenwerkstoff Scheibenrohlinge mittels Laserstrahls herausgeschnitten, wobei der Laserstrahl senkrecht zum Plattenwerkstoff und/ oder mit einer der Modellform angepaßten Neigung zum Plat tenwerkstoff geführt ist. Advantageously, cut out of the plate material disc blanks using a laser beam, the laser beam is guided perpendicular to the plate material and / or with the model form adapted tendency to Plat tenwerkstoff. Das Herstellen von Scheibenroh lingen ermöglicht eine schnelle erste Annäherung an die jenigen Scheiben, welche die endgültigen Modellkonturen aufweisen sollen. The production of Scheibenroh lingen enables quick first approximation to the person you discs, which are intended to have the final model contours. Dabei genügt die zum Plattenwerkstoff senkrechte Führung des Laserstrahls, wenn der Scheiben rohling nur in geringem Maße genau sein soll oder die Mo dellkontur durch die senkrechte Strahlführung genügend ge nau angenähert wird. The board material for vertical guiding the laser beam is sufficient if the discs brute only slightly to be exact or Mo is dell contour is approximated by the vertical beam guidance ge precisely enough. Durch eine der Modellform angepaßte Neigung des Laserstrahls zum Plattenwerkstoff lassen sich die Scheibenrohlinge noch genauer herstellen, insbesondere wenn die Scheibenkanten geneigt sind oder der Plattenwerk stoff verhältnismäßig dick ist. Through the model adapted to the shape of the laser beam tilt to the plate material can be the disc blanks produce more detail, especially if the disc edges are inclined plate or the work material is relatively thick.

    Die Scheibenrohlinge werden zu einem Grobkonturmodell zusammengefügt, das danach erforderlichenfalls von Hand und/oder mit Laserstrahlung geglättet wird. The disk blanks are joined to form a rough contour model, which is then smoothed by hand if necessary, and / or with laser radiation. Eine Glättung von Hand kann ausreichen, wenn das Grobkonturmodell dem gewünschten endgültigen Modell möglichst genau angenähert werden konnte. Smoothing by hand may be sufficient if the coarse contour model could be the desired final model approximated as closely as possible. Eine Glättung mit Laserstrahlung erfolgt insbesondere, um verhältnismäßig grobe Konturen schnell zu verfeinern und ist für den Einsatz in automatischen bzw. gesteuerten Verfahren besonders geeignet. Smoothing with laser radiation in particular to refine relatively coarse contours quickly and is particularly suitable for use in automatic and controlled processes.

    Um die Vorteile elektronisch- bzw. rechnergestützter Fertigung nutzen zu können, wird die festgelegte Modell form von einem Rechner in Scheiben eingeteilt und der Rechner berechnet die Konturwerte der Modellform für die jeweiligen Scheibenstärken und beaufschlagt dementsprechend den Laserstrahl beim Schneiden der Scheibenrohlinge und/ oder beim Glätten des Grobkonturmodells. To be able to take the advantage of electronically-or computer-based manufacturing, the specified model is dimensionally divided by a computer into slices and the calculator calculates the contour values ​​of the model shape for the respective slice thicknesses and acted upon accordingly the laser beam during cutting of the disk blanks and / or in smoothing the coarse contour model. Das Herstellungs verfahren des Modells beginnt also damit, daß die Modellform in einem Rechner gespeichert wird. The manufacturing process of the model thus begins with the model form will be stored in a computer. Es erfolgt dann eine Einteilung in Scheiben mit Hilfe eines Programms, mit dem beispielsweise die Konturgenauigkeit berücksichtigt wird. There is then a division into slices using a program, with the example, the contour accuracy is considered. Dann werden mit diesem Programm auch die Konturwerte des Modells für die jeweiligen Scheibenstärken berechnet, um dementsprechend den Laserstrahl steuern zu können. Then the contour of the model values ​​are calculated for each slice thicknesses in order to control the laser beam accordingly can use this program.

    Nach jedem Anfügen eines Scheibenrohlings erfolgt eine Erfassung der tatsächlichen Konturwerte und die Be aufschlagung des Laserstrahls wird erforderlichenfalls entsprechend korrigiert. After each adding a blank disc detection of the actual contour values ​​and aufschlagung Be the laser beam is performed if necessary corrected accordingly. Infolgedessen können Toleranzen des Plattenwerkstoffs bzw. durch den Zusammenbau der Schei benrohlinge bedingte Toleranzen berücksichtigt werden, um das Grobkonturmodell der gewünschten Modellform mög lichst anzunähern. As a result, tolerances of the board material or by the assembly of the Schei benrohlinge tolerances can be considered to pos to approximate the coarse contour model of the desired model shape lichst.

    Als Konturwerte der Modellform werden die von den Scheibenseiten und -kanten gebildeten Konturlinien ver wendet, wenn diese Konturlinien die Konturwerte der Schei benkante genügend genau wiedergeben. As contour values ​​of the model form the contour lines formed by the disk pages and edges are ver used when this contour lines, the contour values ​​of the Schei benkante reflect sufficiently accurate.

    Beim Glätten des Grobkonturmodells werden ein Ab standsmeßsystem zur Steuerung einer den Laserstrahl auf das Grobkonturmodell fokussierenden Optik und/oder ein Laser leistungsmeßsystem zur Steuerung von Betriebsgrößen des Lasers verwendet. When smoothing the rough contour model, a From be standsmeßsystem for controlling a laser beam to the coarse contour model focussing optics and / or a laser power measuring system for controlling operating parameters of the laser. Auf diese Weise kann das Glätten auto matisiert werden, weil die gewünschte Modellform im Rechner gespeichert ist und infolgedessen zur Sollwertbildung heran gezogen werden kann. In this way, the smoothing car can be mated because the desired model shape is stored in the computer and can be consequently drawn for generating the setpoint zoom. Als Betriebsgrößen des Lasers werden dessen Leistung und/oder dessen Einschaltdauer verwendet, so daß also die Intensität des Laserstrahls und/oder dessen Impulsparameter beeinflußt werden können. As operating parameters of the laser whose power and / or its duration may be used, so that, therefore, the intensity of the laser beam and / or the pulse parameters can be influenced.

    Das Zusammenfügen der Scheibenrohlinge erfolgt auf einander parallelen Fixierstäben einer mit einer Abstreif einrichtung versehenen Montagebühne. The assembly of the wheel blanks made on each parallel Fixierstäben a device provided with a stripper assembly stage. Mit Hilfe dieser Monta gebühne wird nicht nur das maßgerechte Zusammenfügen der Scheibenrohlinge erleichtert, sondern auch die Erfassung der tatsächlichen Konturwerte ausgehend von dieser Montagebühne. With the help of these Monta gebühne is not only true to size joining the disc blanks easier, but also the detection of the actual contour values ​​from that assembly stage.

    Die Modellform wird vom Rechner in Teilbereiche auf geteilt, in denen die Einteilung in Scheiben in zuein ander unterschiedlichen Scheibenebenen erfolgt. The model form is divided into sections on the computer where the division takes place sliced ​​in zuein other different slice planes. Einzelne Bereiche eines Modells können infolgedessen mit geringerem Aufwand an Materialabtragung hergestellt werden. Individual areas of a model can be consequently made with less expenditure of material removal.

    Als Plattenwerkstoff wird Kunststoff und/oder Metall verwendet. As the panel material of plastic and / or metal is used. Der Kunststoff kann durch die Energie des Laser strahls vergleichsweise leicht verdampft werden. The plastic can be vaporized by the energy of the laser beam is relatively easy. Mit Metall können insbesondere scharfe Konturen maßgenau hergestellt werden. With metal especially sharp contours can be made accurately. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Werkstoffe verwendet werden können, wie Keramiken oder Gläser, um konturgetreue Modelle oder Teile davon herzustellen. It is understood, however, that also other materials can be used such as ceramics or glasses, to produce conformal models or parts thereof.

    Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dar gestellten Modellen, Anordnungen und Verfahrensabläufen erläutert. The invention will be explained with reference to the drawing is provided in models, arrangements and methods sequences. Es zeigt: It shows:

    Fig. 1 ein Schema eines Verfahrensablaufs zum Her stellen eines Modells, Fig. 1 shows a diagram of a process flow for Her pose a model,

    Fig. 2 einen Ausschnitt des Verfahrensablaufs der Fig. 1 unter Heranziehung von Modelldarstel lungen, Ments Fig. 2 shows a detail of the process sequence of FIG. 1 under recourse to Modelldarstel,

    Fig. 3 eine Darstellung zur Führung eines Laser strahls, Fig. 3 is an illustration for guiding a laser beam,

    Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Ver fahrens zur Modellglättung und Fig. 4 is an illustration for explaining a procedure for model Ver smoothing and

    Fig. 5 ein Kraftfahrzeugmodell mit mehreren unter schiedlich geschichteten Teilbereichen. Fig. 5 is a motor vehicle model with a plurality of differently under layered portions.

    Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Fertigungsablauf ist ein Rechner 16 vorhanden, der Bestandteil eines so genannten CAD-Systems ist. In accordance with the manufacturing flow shown in Fig. 1, a computer 16 is provided which is part of a so-called CAD system. Mit Hilfe dieses Systems bzw. eines Rechnerprogramms kann eine Modellformerstellung 30 erfolgen und die Modellform 18 kann gespeichert werden, vgl. Fig. 2. Using this system, or a computer program a model form creation 30 can be carried out and the die 18 can be stored, see Fig... 2 Mit Hilfe des Rechners 16 wird eine Fixpunkt erfassung 31 durchgeführt, von der aus die Modellform 18 in Scheiben 11 eingeteilt wird, wobei das Scheibenein teilen 32 die Gestaltungen der Modellform 18 berücksichtigt und der Rechner 16 gegebenenfalls lediglich Teilbereiche 27 berücksichtigt, vgl. Fig. 5. With the aid of the computer 16 is a fixed point detection 31 carried out is classified from which the model mold 18 in discs 11, wherein sharing the Scheibenein 32, the designs of the pattern mold 18 taken into account and the computer 16 optionally only partial areas taken into consideration 27, cf. Fig. 5 ,

    Nach dem Scheibeneinteilen 32 erfolgt das Ausschnei den 33 von Scheibenrohlingen 13 und danach ein Zusammen fügen von Scheibenrohlingen 13 zu einem Grobkonturmodell 15 . After the plate dividing the 32 Ausschnei takes place the 33 of disc blanks 13 and then a combination of disc blanks add 13 to a rough contour model 15th Nach dem Zusammenfügen 34 der Scheibenrohlinge 13 er folgt eine Meßwertaufnahme 35 am Grobkonturmodell 15 . After assembly 34 of the wheel blanks 13, he follows a measured value 35 at the coarse contour model 15th Die erfaßten Konturwerte werden dem Rechner 16 eingegeben, der das Ausschneiden 33 eines weiteren Scheibenrohlings 13 entsprechend steuert. The contour detected values ​​are inputted to the computer 16 which controls the cutting disc 33 of a further blank 13 accordingly.

    Nach dem Fertigstellen des Grobkonturmodells 15 erfolgt eine Feinkonturherstellung 36 entweder durch ein Glätten 37 durch Abtragen mit dem Laserstrahl, oder eine Nachbe arbeitung 38 von Hand, mit Spachteln und Schleifen. After finishing the rough contour model 15 is a fine contour preparation is carried out either by smoothing 36 37 by removal of the laser beam, or worked over 38 processing by hand, filling and sanding.

    Fig. 2 veranschaulicht die Verfahrensschritte 32 bis 35 unter Teildarstellung der dabei erforderlichen Gegen stände. Fig. 2 illustrates the steps 32 to 35 under partial representation of this necessary article states. Zum Scheibeneinteilen wird auf einem Bildschirm 39 des Rechners 16 die Modellform 18 dargestellt. For disc dividing the die 18 is illustrated on a screen 39 of the computer 16. Der den Frontbereich bildende Teilbereich 27 der Modellform 18 wird vom Scheibenteinteilen ausgeschlossen. The forming the front area portion 27 of the die 18 is excluded from the disc complexion ropes. Das Scheiben einteilen erfolgt ausgehend von dem Fixpunkt 31 . The slices divided carried out starting from the fixed point 31st An schließend an die Scheibeneinteilung 32 werden die Kon turwerte der Modellform 18 für die gewählte Stärke 17 der Scheibe 11 berechnet, wobei hier als Konturwerte die Konturlinien 21 dienen, welche gemäß Fig. 3 von den Scheibenseiten 19 und den Scheibenkanten 20 gebildet wer den. On closing the disc division 32 Kon which according to FIG. 3 are turwerte the model form 18 for the chosen thickness 17 of the disc 11 calculates, in which case serve as contour values ​​the contour lines 21 of the disk pages 19 and the disc edge 20 formed who the. Dabei ist der Einfachheit der Darstellung halber in Fig. 2 angenommen, daß die beiden Konturlinien 21 deckungsgleich sind. Here, the simplicity of the representation is assumed for simplicity in Fig. 2 that the two contour lines 21 are congruent.

    Das Ausschneiden 33 eines Scheibenrohlings 13 er folgt gemäß Fig. 2 mit einem Laser 23 , dessen Strahl 14 mit einer Bearbeitungsoptik 22 auf den Plattenwerkstoff 12 fokussiert wird. The cutting disc 33 of a blank 13 it follows as shown in FIG. 2 with a laser 23 whose beam is focused with a 14 optical processing system 22 to the plate material 12. Zum Ausschneiden des Scheibenrohlings 13 wird ein rechnergesteuertes Mehrachs-Strahlführungs system verwendet, welches den Laserstrahl 14 so führt, daß er stets die Verbindungslinie zwischen zwei Kontur linien 21 bildet. To cut the disc blank 13 a computer-controlled multi-axis beam steering system is used, which guides the laser beam 14 so that it always lines the line joining two contour forms 21.

    Fig. 3 zeigt eine zum Plattenwerkstoff 12 senkrechte Strahlführung, so daß sich eine zur Seitenfläche 19 senkrechte Schnittfuge mit entsprechend senkrechter Schnittkante 20 ergibt. Fig. 3 shows the plate material 12 vertical beam guidance, so that a side surface 19 vertical kerf with a correspondingly vertical cutting edge 20. Bei der des weiteren der Fig. 3 entnehmbaren Strahlführung mit Neigung zum Plattenwerkstoff 12 ergibt sich eine entsprechend geneigte Scheibenkante 20 . In further to FIG. 3 removable beam control with a tendency to the plate material 12, a correspondingly inclined disc edge gives 20th

    Die ausgeschnittenen Scheibenrohlinge 13 werden zu einem Grobkonturmodell 15 zusammengesetzt, wozu eine Montagebühne 26 dient. The notched disc blanks 13 are assembled to form a rough contour model 15, which include a mounting platform is 26. Die Montagebühne hat einen Boden 40 , eine Rückwand 41 und eine Abstreifeinrichtung 25 . The mounting platform has a floor 40, a rear wall 41 and a stripping 25th Es sind einander parallele Fixierstäbe 24 vorhanden, die parallel zum Boden 40 angeordnet sind und infolgedessen ein nacheinander erfolgendes Aufstecken der Scheibenroh linge 13 gestatten. There are mutually parallel fixing rods 24 provided which are disposed parallel to the ground 40 and as a result, a successive end attaching the Scheibenroh linge 13 allow. Dabei erfolgt ein Zusammenfügen die ser Rohlinge 13 beispielsweise durch leichten Klemmsitz auf den Fixierstäben 24 oder durch Verkleben miteinander. It is a merging takes place the water blanks 13 for example, slight press fit on the Fixierstäben 24 or by bonding with each other. Durch Scheibentoleranzen und/oder Klebmittelauftrag er gibt sich in Richtung der Fixierstäbe 24 ein etwas grö ßeres, als das berechnete Maß, so daß die infolgedessen vorhandene Ungenauigkeit durch die Erfassung 35 der tatsächlichen Konturwerte bzw. Konturlinien 21 vor dem Scheibeneinteilen 32 für einen weiteren Scheibenrohling 13 berücksichtigt werden muß. By disc tolerances and / or Klebmittelauftrag he is in the direction of fixing rods 24 a little RESIZE ßeres than the calculated measure, so that the consequence existing inaccuracy by capturing 35 of the actual contour values ​​or contour lines 21 before the disk scheduling 32 for another disc blank 13 must be considered. Nach der Fertigstellung des Grobkonturmodells 15 wird es mit der Abstreifeinrich tung 25 von den Fixierstäben 24 heruntergeschoben, falls sich nicht eine Feinkonturherstellung anschließt. After finishing the rough contour model 15 is the Abstreifeinrich device 25 slid off the Fixierstäben 24, if not followed by a fine contour production.

    Eine Feinkonturherstellung wird mit Fig. 4 erläutert. A fine contour preparation is explained with reference to FIG. 4. Dort ist die Außen- bzw. Grobkontur eines Teils 15 ′ des Grobkonturmodells 15 als Ist-Kontur bezeichnet, die es mit dem Laserstrahl 14 abzuarbeiten gilt, um die Soll-Kontur zu erreichen, also die Modellkontur einer Modellform 18 . There, the outer or rough contour of a part 15 'of the coarse contour model 15 is referred to as the actual contour that must work off with the laser beam 14, to achieve the desired contour, that the contour of a model die 18th Hierzu wird die Energie des Lasers 23 mit einer Bearbei tungsoptik 22 auf das Teil 15 ′ bzw. das abzutragende Material fokussiert. For this, the energy of the laser machining device 23 with a 22 on the optic part 15 'and the material to be removed is focused. Der Laserstrahl 14 hat dort die ge wünschte Energiedichte, um das abzutragende Material zu verdampfen. The laser beam 14 has therein the GE desired energy density to evaporate the material to be removed.

    Der Laser 23 erzeugt einen gepulsten Laserstrahl 14 , der mit einem Impuls oder einer bestimmten Anzahl von Impulsen eine Materialabtragung bis auf den Wert z MESS bewirkt hat. The laser 23 generates a pulsed laser beam 14 having a pulse or a certain number of pulses causes a removal of material to a value of Z measuring. Dieser Wert bzw. der Abstand zwischen der Soll- und der Ist-Kontur wird mit einem Abstandsmeß system ermittelt und gemäß Fig. 4 in die Prozeßdaten verarbeitung 42 gegeben. This value and the distance between the target and the actual contour is determined with a distance measuring system and, as shown in FIG. 4 in the process of data processing 42. Außerdem wirkt die Bearbeitungs optik 22 mit einem Laserleistungsmeßsystem zur Ermittlung derjenigen Laserleistung P L zusammen, mit der der Wert z MESS erreicht wurde. In addition, the machining optical system 22 acts together with a Laserleistungsmeßsystem for determining that the laser power P L at which the Z measuring value has been reached. Auch der gemessene Laserleistungs wert wird in die Prozeßdatenverarbeitung 42 eingegeben. Also, the measured laser power value is input to the process data processing 42. Außerdem wird die Prozeßdatenverarbeitung 42 mit den je weiligen Werten z SOLL versorgt, welche in Fig. 4 nur bei spielsweise zur Steuerung der Bearbeitungsoptik 22 in nur eine Richtung z dienen, tatsächlich aber sämtliche Werte betreffen, mit denen die Modellform 18 charakterisiert wird. In addition, the process of data processing is 42 supplied with each respective values ​​for TARGET, which are used in Fig. 4, when for example to control the optical processing system 22 in only one direction z, but in fact all figures relate with which the model form is characterized 18. Die in Fig. 4 dargestellte Vorgabe erfolgt mit dem Rechner 16 , welcher der Prozeßdatenverarbeitung 42 alle zur Bearbeitung des Grobkonturmodells 15 erfor derlichen Daten übermittelt, gegebenenfalls alle erfor derlichen Daten zur Bearbeitung des Plattenwerkstoffs 12 schlechthin. The specification shown in Fig. 4 is done with the computer 16, which process data processing 42 all transmitted to the processing of the coarse contour model neces sary 15 data, where appropriate, all neces sary data for processing the plate material 12 par. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, daß Scheibenrohlinge 13 zu einem Grobkonturmodell 15 zu sammengefügt werden, sondern es ist auch möglich, daß ungeschnittener Plattenwerkstoff auf die Fixierstäbe 24 gegen das zuvor bereits erstellte Grobkonturmodellteil ge steckt wird und dann das Herausschneiden eines Scheibenroh lings 13 mittels Laserstrahls 14 erfolgt. For example, it is not necessary that disc blanks 13 are to sammengefügt to a rough contour model 15, but it is also possible, that uncut panel material attached to the fixing rods 24 ge against the rough contour model part previously created and then cutting out a Scheibenroh lings 13 by means of the laser beam 14 carried out.

    Der Rechner 16 gibt dem Laser 23 die Laserleistung P L vor, wie auch als weitere Betriebsgröße desse Ein schaltdauer, bei einem gepulsten Laser 23 also Impuls länge und Impulsfrequenz. The computer 16 outputs to the laser 23, the laser power P L in front of, as well as a further operating variable desse A switching period, wherein a pulsed laser 23 so pulse length and frequency. Die Prozeßdatenverarbeitung 42 ergänzt die Steuerung des Lasers 23 durch ± Δ P und P L AN/AUS. The process data processing 42 complements the control of the laser by 23 ± Δ P and P L ON / OFF. Diese Größen variieren die Laserleistung P L und die Einschaltdauer t L derart, daß mit dem nächst folgenden Laserimpuls bzw. der nächstfolgenden Impuls kette der in Fig. 4 schraffiert dargestellte Materialbe reich abgetragen wird. These quantities vary the laser power P L and the duration t L such that with the next laser pulse and the next pulse chain of Materialbe hatched in Fig. 4 is removed rich. Zuvor hat die Prozeßdatenverar beitung 42 einen Wert für einen Verstellweg ± Δ z be stimmt und einem Stellmotor 43 zugeleitet, der die Be arbeitungsoptik 22 in Richtung auf die Soll-Kontur ver schoben hat. Before the processing 42 Prozeßdatenverar has a value for a displacement ± Δ z be determined and fed to a control motor 43, the Be has the processing optical system 22 in the direction of the desired contour ver inserted.

    Bei Erreichen des vorgegebenen Soll-Konturwertes wird die Bearbeitung gestoppt und die Bearbeitungsoptik um ein dem Durchmesser des Laserstrahls 14 entsprechendes Wegstück Δ x in Vorschubrichtung verschoben. Upon reaching the predetermined desired contour value, the processing is stopped and the processing optics x shifted one to the diameter of the laser beam 14 corresponding stretch Δ in the feed direction. Danach wird die Bearbeitung fortgesetzt, bis das gesamte Grobkontur modell 15 geglättet bzw. die Modellform 18 erreicht ist. Thereafter, the processing is continued until all the coarse contour 15 smoothed model or the die 18 is reached. Daran kann sich eine Nachbearbeitung von Hand sowie eine Lackierung des Modells anschließen. This is followed by a post-processing by hand as well as a painting of the model can be followed.

    Fig. 5 zeigt ein Modell 10 , dessen Modellform 18 aus drei Teilbereichen 27 besteht. Fig. 5 shows a model 10, the model mold 18 consists of three sub-regions 27. Es handelt sich um ein Personenkraftfahrzeugmodell, dessen mittlerer Teil bereich 27 eine Schichtung aus vertikal nebeneinander geordneten Scheiben 11 aufweist, dessen frontaler und heckseitiger Teilbereich 27 hingegen jeweils horizontal geschichtete Scheiben 11 aufweisen. There is a passenger car model whose central portion 27 has a range of vertical stratification juxtaposed discs 11, whose frontal and rear-side portion 27 have, however, each horizontally layered discs 11. Das hat den Vor teil, daß weit vorspringende Bereiche, beispielsweise die Stoßstangenbereiche, durch eine entsprechend ge wählte Stärke des Plattenwerkstoffs 12 feiner geschich tet modelliert werden können, ohne daß dabei erhebliche Materialabtragung beim Glätten erforderlich ist. The front of the part has that much projecting areas, such as the bumper areas, 12 can be modeled geschich switched by a duly elected ge strength of the plate material fine without causing significant material removal when smoothing is required.

    Fig. 5 läßt auch deutlich erkennen, daß sich die Stärke des Plattenwerkstoffs 12 bzw. Fig. 5 can also be clearly seen that the strength of the plate material 12 or der Scheiben 11 nach den am Modell vorkommenden Krümmungen richtet. the disks 11 depends on the happening of the model curves. Die in Fig. 5 dargestellten Plattenstärken sind ledig lich schematisch. The thicknesses shown in Fig. 5 are single Lich schematically. Um die Scheibenrohlinge 13 weitgehend bearbeitungsfrei herzustellen, können die Scheiben sehr dünn gewählt werden, z. B. 1 bis 2 mm. In order to largely restore the disk blanks 13 free-machining, the disks can be made ​​very thin, eg., 1 to 2 mm.

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    Classifications
    International ClassificationB23K26/00, B23K26/04, G05B19/41, B23K26/03, B62D65/00, B29C67/00, B23K26/10
    Cooperative ClassificationG05B19/41, B62D65/00, B23K26/03, B23K26/04, G05B2219/49011, B23K26/10, B29C67/0074, B23K26/0075
    European ClassificationB29C67/00R4, B23K26/03, B23K26/00, G05B19/41, B23K26/10, B23K26/04, B62D65/00
    Legal Events
    DateCodeEventDescription
    Oct 27, 1988OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
    Dec 28, 19898180Miscellaneous part 1
    Free format text: DIE ZEICHNUNG DER ZUSAMMENFASSUNG AUF DER TITELSEITE DER OFFENLEGUNGSSCHRIFT IST ZU STREICHEN
    Jun 7, 1990D2Grant after examination
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