[go: up one dir, main page]

GR1010629B - Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου - Google Patents

Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου Download PDF

Info

Publication number
GR1010629B
GR1010629B GR20230100871A GR20230100871A GR1010629B GR 1010629 B GR1010629 B GR 1010629B GR 20230100871 A GR20230100871 A GR 20230100871A GR 20230100871 A GR20230100871 A GR 20230100871A GR 1010629 B GR1010629 B GR 1010629B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
conductive material
conductive
conductive liquid
jet
nozzle
Prior art date
Application number
GR20230100871A
Other languages
English (en)
Inventor
Στυλιανος Νικολαου Μορες
Original Assignee
Στυλιανος Νικολαου Μορες
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Στυλιανος Νικολαου Μορες filed Critical Στυλιανος Νικολαου Μορες
Priority to GR20230100871A priority Critical patent/GR1010629B/el
Publication of GR1010629B publication Critical patent/GR1010629B/el
Priority to PCT/GR2024/000034 priority patent/WO2025083433A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K28/00Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26FPERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30Organic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1), όπου η συσκευή περιλαμβάνει: μέσα αποθήκευσης (2) ενός αγώγιμου υγρού, μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού που περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5) από το οποίο εκτοξεύεται υπό πίεση ένας πίδακας (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), η συσκευή χαρακτηρίζεται από το ότι περιλαμβάνει περαιτέρω: μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).

Description

ΣΥΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΝΟΣ ΑΓΩΓΙΜΟΥ ΥΛΙΚΟΥ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
ΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ
Η παρούσα εφεύρεση αφορά γενικά το τεχνικό πεδίο της κατεργασίας υλικών και πιο συγκεκριμένα αναφέρεται σε μια συσκευή και μέθοδο κατεργασίας ενός αγώγιμου υλικού μέσω θέρμανσης Joule.
Η ΣΤΑΘΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ
Η αυξανόμενη ζήτηση για βελτιστοποιημένες επιφάνειες υλικών είναι βασικός μοχλός για την ανάπτυξη διαφορετικών τεχνολογιών κατεργασίας υλικών. Παραδείγματα κατεργασίας υλικών αποτελούν η κοπή, η συγκόλληση, η διάτρηση, το φρεζάρισμα, η αυλάκωση, η τόρνευση και η λείανση υλικών.
Μια προϋπάρχουσα τεχνολογία κατεργασίας υλικών ευρέως γνωστή ως Lazer MicroJet (LMJ) αποκαλύπτεται στο αμερικανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας με αριθμό 5,902,499.
Συγκεκριμένα, το παραπάνω δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αποκαλύπτει μια συσκευή και μια μέθοδο κατεργασίας ενός αγώγιμου υλικού όπου μια δέσμη λέιζερ οδηγείται προς μια ζώνη κατεργασίας του υλικού μέσω ενός πίδακα νερού λόγω της ολικής εσωτερικής ανάκλασης της δέσμης λέιζερ εντός του πίδακα νερού. Το νερό βρίσκεται μέσα σε μια δεξαμενή της συσκευής και μεταφέρεται μέσω αντλίας από την δεξαμενή σε ένα ακροφύσιο της συσκευής από το οποίο εκτοξεύεται υπό πίεση ως πίδακας νερού με κατεύθυνση προς την ζώνη κατεργασίας. Η άνω συσκευή περιλαμβάνει τουλάχιστον ένα οπτικό στοιχείο (για παράδειγμα τουλάχιστον έναν φακό) για την εστίαση και σύζευξη της δέσμης λέιζερ με τον πίδακα νερού. Εκτός από τις κατευθυντικές ιδιότητες, ο πίδακας νερού ψύχει τη ζώνη κατεργασίας του υλικού και απο μακρύνει από την ζώνη κατεργασίας το τηγμένο υλικό.
Η άνω τεχνολογία κατεργασίας υλικών μέσω δέσμης λέιζερ, όπου στα υλικά προς κατεργασία συμπεριλαμβάνονται και τα αγώγιμα υλικά, ελαττώνει προβλήματα που παρουσιάζονται στην κατεργασία υλικών όπως η θερμική βλάβη, η παραμόρφωση, η εναπόθεση, η οξείδωση, οι ρωγμές και η έλλειψη ακρίβειας στην κατεργασία υλικών. Όμως, παρόλη την ελάττωση, η άνω τεχνολογία δεν επιλύει πλήρως τα προαναφερθέντα προβλήματα.
Επιπλέον, η λειτουργία μιας συσκευής που χρησιμοποιεί δέσμη λέιζερ είναι σύνθετη και χρονοβόρα εφόσον αρχικά πρέπει να επιτευχθεί κατάλληλη εστίαση της δέσμης λέιζερ μέσω οπτικών στοιχείων (για παράδειγμα μέσω φακών) ώστε να δημιουργηθεί η σύζευξη της δέσμης λέιζερ με τον πίδακα νερού. Επίσης, το υψηλό κόστος λειτουργίας και αναλώσιμών (όπως φακοί κ.α.) είναι βασικά μειονεκτήματα της άνω τεχνολογίας.
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΕΩΣ
Το αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι να αντιμετωπίσει με πλεονεκτικό τρόπο τα μειονεκτήματα και ελλείψεις της προϋπάρχουσας τεχνολογίας.
Στην παρούσα εφεύρεση προτείνεται συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1), όπου η συσκευή περιλαμβάνει μέσα αποθήκευσης (2) ενός αγώγιμου υγρού και μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού που περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5) από το οποίο εκτοξεύεται υπό πίεση ένας πίδακας (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1).
Η συσκευή της παρούσας εφεύρεσης χαρακτηρίζεται εκ του ότι περαιτέρω περιλαμβάνει μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).
Σημειώνεται ότι η παραπάνω συσκευή της εφεύρεσης αντιμετωπίζει με πλεονεκτικό τρόπο τα προβλήματα της προγενέστερης τεχνικής διότι στην συσκευή της εφεύρεσης η εστίαση του ηλεκτρικού ρεύματος πραγματοποιείται μέσω του πίδακα αγώγιμου υγρού, όπου το αγώγιμο υγρό λειτουργεί ως αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος που οδηγεί το ηλεκτρικό ρεύμα προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού. Ενώ στην προγενέστερη τεχνική δέσμης λέιζερ χρησιμοποιούνται οπτικά στοιχεία όπως φακοί για να πραγματοποιηθεί η κατάλληλη εστίαση της δέσμης λέιζερ ώστε να δημιουργηθεί η σύζευξή της δέσμης λέιζερ με τον πίδακα νερού, στην συσκευή της εφεύρεσης δεν χρησιμοποιούνται οπτικά στοιχεία εφόσον η τήξη επιτυγχάνεται με την χρήση ηλεκτρικού ρεύματος αντί για δέσμη λέιζερ και δημιουργείται απευθείας σύζευξη του ηλεκτρικού ρεύματος με τον πίδακα αγώγιμου υγρού. Συνεπώς, η λειτουργία της συσκευής της εφεύρεσης δεν είναι σύνθετη και χρονοβόρα όπως η λειτουργία της συσκευής της προγενέστερης τεχνικής όπου χρησιμοποιούνται οπτικά στοιχεία όπως φακοί για την εστίαση της δέσμης λέιζερ. Επίσης, το κόστος της συσκευής της εφεύρεσης που δεν χρησιμοποιεί δέσμη λέιζερ για την λειτουργία της και δεν χρησιμοποιεί ακριβά αναλώσιμα (όπως φακούς κ.α.) είναι χαμηλότερο σε σχέση με το κόστος της προγενέστερης τεχνικής.
Επιπλέον, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι στην περίπτωση της συσκευής της προγενέστερης τεχνικής η τήξη του αγώγιμου υλικού προς κατεργασία πραγματοποιείται με την χρήση δέσμης λέιζερ που αποτελεί εξωτερική πηγή θερμότητας ενώ στην περίπτωση της συσκευής της εφεύρεσης όπου η τήξη του αγώγιμου υλικού πραγματοποιείται με την χρήση ηλεκτρικού ρεύματος η θερμότητα αναπτύσσεται εντός του αγώγιμου υλικού μέσω φαινομένου Joule. Συνεπώς, στην περίπτωση της συσκευής της εφεύρεσης δεν παρουσιάζεται απορρόφηση θερμότητας από εξωτερική πηγή και το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα να επιλύνονται πλήρως και όχι απλά να ελαττώνονται τα προβλήματα που αναφέρονται στην στάθμη της τεχνικής και συγκεκριμένα η θερμική βλάβη, η παραμόρφωση, η εναπόθεση, η οξείδωση, οι ρωγμές και η έλλειψη ακρίβειας στην κατεργασία αγώγιμων υλικών.
Σύμφωνα με μια εφαρμογή της εφεύρεσης, η συσκευή περιλαμβάνει τουλάχιστον μια αντλία (6) τοποθετημένη μεταξύ των μέσων αποθήκευσης (2) και του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και διαμορφωμένη ώστε να μεταφέρει το αγώγιμο υγρό από τα μέσα αποθήκευσης (2) στο τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5).
Σύμφωνα με μια έτερη εφαρμογή της εφεύρεσης, τα μέσα εκτόξευσης τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν τουλάχιστον έναν αισθητήρα πίεσης (7).
Σύμφωνα με μια εφαρμογή της εφεύρεσης, τα μέσα αποθήκευσης (2) ενός αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν τουλάχιστον μια δεξαμενή αποθήκευσης αγώγιμου υγρού.
Σύμφωνα με μια έτερη εφαρμογή της εφεύρεσης, στην περίπτωση δύο ή περισσοτέρων δεξαμενών αποθήκευσης αγώγιμου υγρού, οι δύο ή περισσότερες δεξαμενές αποθήκευσης αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν διαφορετικό είδος αγώγιμου υγρού.
Σύμφωνα με μια εφαρμογή της εφεύρεσης, τα μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ των μέσων εκτόξευσης (3) και του αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνουν τουλάχιστον μια ηλεκτρική πηγή.
Στην παρούσα εφεύρεση προτείνεται επίσης μέθοδος κατεργασίας αγώγιμων υλικών με τη χρήση της συσκευής κατεργασίας αγώγιμων υλικών όπως περιγράφεται στις παραπάνω εφαρμογές, η οποία μέθοδος περιλαμβάνει την εκτόξευση τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), όπου η εκτόξευση πραγματοποιείται με μέσα εκτόξευσης αγώγιμου υγρού που περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5).
Η μέθοδος της παρούσας εφεύρεσης χαρακτηρίζεται εκ του ότι περαιτέρω περιλαμβάνει την εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης μεταξύ του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ
Η εφεύρεση θα καταστεί πλήρως αποκαλυπτόμενη στους εξειδικευ μένους στην τεχνική με αναφορά στα συνοδευτικά σχέδια στα οποία παρουσιάζονται με ενδεικτικό και όχι περιοριστικό τρόπο προτιμώμενες υλοποιήσεις της συσκευής κατεργασίας αγώγιμων υλικών.
Το Σχήμα 1 παρουσιάζει μια συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού σύμφωνα με μια εφαρμογή της εφεύρεσης.
Το Σχήμα 2 παρουσιάζει μια συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού σύμφωνα με μια άλλη εφαρμογή της εφεύρεσης.
ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΙΜΩΜΕΝΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ
Αναφερόμενοι τώρα στα συνοδευτικά σχέδια θα περιγράφουμε ενδεικτικές προτιμώμενες εφαρμογές της εφευρέσεως.
Όπως απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2, η συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνει μέσα αποθήκευσης (2) του αγώγιμου υγρού. Σύμφωνα με την εφαρμογή των Σχημάτων 1 και 2, τα μέσα αποθήκευσης (2) περιλαμβάνουν μια δεξαμενή αποθήκευσης αγώγιμου υγρού. Σύμφωνα με μια άλλη εφαρμογή που δεν απεικονίζεται στα σχέδια, τα μέσα αποθήκευσης (2) περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερες δεξαμενές αποθήκευσης αγώγιμου υγρού.
Στην περίπτωση δύο ή περισσότερων δεξαμενών αποθήκευσης αγώγιμου υγρού, σύμφωνα με ένα παράδειγμα, οι δύο ή περισσότερες δεξαμενές περιλαμβάνουν διαφορετικό είδος αγώγιμου υγρού. Το πλεονέκτημα δύο ή περισσότερων δεξαμενών στην ίδια συσκευή οι οποίες περιλαμβάνουν διαφορετικό είδος αγώγιμου υγρού είναι η δυνατότητα χρήσης της ίδιας συσκευής για την κατεργασία διαφορετικών ειδών αγώγιμων υλικών (1) και/ή διαφορετικών ζωνών κατεργασίας ενός αγώγιμου υλικού (1) όπου ή κατεργασία διαφορετικών ζωνών ενός αγώγιμου υλικού (1) μπορεί να είναι πιο αποδοτική με την χρήση διαφορετικού είδους αγώγιμου υγρού για διαφορετικές ζώνες αγώγιμου υλικού
(1).
Τα αγώγιμα υγρά με τα οποία επιτυγχάνεται η κατεργασία αγώγιμων υλικών μέσω της συσκευής που απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2 περιλαμβάνουν για παράδειγμα αγώγιμα μελάνια ή διαλύματα μετάλλων ή διαλύματα κραμάτων μετάλλων ή μέταλλα ή κράματα μετάλλων με χαμηλό σημείο τήξης που περιλαμβάνουν για παράδειγμα γάλλιο και υδροχλωρικό οξύ.
Παραδείγματα αγώγιμων υλικών τα οποία υπόκεινται σε κατεργασία μέσω της συσκευής που απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2, για παράδειγμα με την χρήση αγώγιμων υγρών σύμφωνα με τα παραπάνω παραδείγματα αγώγιμων υγρών, είναι ο χάλυβας, το αλουμίνιο και το διαμάντι. Όσο πιο υψηλή είναι η αγωγιμότητα των αγώγιμων υγρών τόσο πιο αποδοτική είναι η κατεργασία των αγώγιμων υλικών.
Επίσης, παραδείγματα διαφορετικών τύπων κατεργασίας αγώγιμων υλικών μέσω της συσκευής που απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2 είναι η κοπή, η συγκόλληση, η διάτρηση, το φρεζάρισμα, η αυλάκωση, η τόρνευση και η λείανση υλικών.
Επιπλέον, σύμφωνα με την εφαρμογή των Σχημάτων 1 και 2, η συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνει μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού. Σύμφωνα με την εφαρμογή των Σχημάτων 1 και 2, τα μέσα εκτόξευσης περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5) από το οποίο εκτοξεύεται υπό πίεση ένας πίδακας (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1). Στο παράδειγμα της εφαρμογής των Σχημάτων 1 και 2, το ένα ακροφύσιο (Σχήμα 1) ή τα δύο ακροφύσια (Σχήμα 2) είναι προσανατολισμένα κατακόρυφα έτσι ώστε ο πίδακας (3) να εκτοξεύεται κάθετα ως προς το αγώγιμο υλικό (1). Σύμφωνα με ένα παράδειγμα που δεν απεικονίζεται στα Σχέδια, το τουλάχιστον ένα ακροφύσιο των μέσων εκτόξευσης είναι προσανατολισμένο έτσι ώστε ο πίδακας (3) να εκτοξεύεται υπό γωνία ως προς το αγώγιμο υλικό (1), όπου η γωνία εκτόξευσης του πίδακα (3) εξαρτάται από τον επιθυμητό τύπο κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1). Σύμφωνα με ένα άλλο παράδειγμα που δεν απεικονίζεται στα Σχέδια, ο προσανατολισμός του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου δύναται να ρυθμίζεται κατά τη διάρκεια της κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) έτσι ώστε ανάλογα να ρυθμίζεται και η γωνία εκτόξευσης του πίδακα (3).
Σύμφωνα με ένα παράδειγμα, το ακροφύσιο (5) είναι ακροφύσιο υψηλής πίεσης συμπαγούς ροής. Σύμφωνα με ένα άλλο παράδειγμα, το ακροφύσιο (5) είναι ακροφύσιο ακίδας και κατά προτίμηση ακροφύσιο σπειροειδούς ακίδας. Οι παραπάνω διαφορετικοί τύποι ακροφυσίων είναι γνωστοί στην προγενέστερη τεχνική. Παρόλα αυτά, το ακροφύσιο ακίδας και το ακροφύσιο σπειροειδούς ακίδας δεν δύναται να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές κατεργασίας υλικών στις οποίες χρησιμοποιείται δέσμη λέιζερ όπως για παράδειγμα στην συσκευή κατεργασίας υλικών που αναφέρεται στην στάθμη της τεχνικής.
Στην εφαρμογή του Σχήματος 1, τα μέσα εκτόξευσης περιλαμβάνουν ένα ακροφύσιο (5). Στην εφαρμογή του Σχήματος 2, τα μέσα εκτόξευσης περιλαμβάνουν δύο ακροφύσια (5) από κάθε ένα εκ των οποίων μπορεί να εκτοξεύεται ένας πίδακας (3) του ίδιου αγώγιμου υγρού ή διαφορετικού αγώγιμου υγρού στην περίπτωση δεξαμενών με διαφορετικά είδη αγώγιμου υγρού. Σύμφωνα με μια άλλη εφαρμογή που δεν απεικονίζεται στα σχέδια, τα μέσα εκτόξευσης περιλαμβάνουν περισσότερα από δύο ακροφύσια (5).
Επίσης, σύμφωνα με ένα παράδειγμα που δεν απεικονίζεται στα σχέδια, η συσκευή κατεργασίας αγώγιμου υλικού περιλαμβάνει τουλάχιστον ένα ακροφύσιο εκτόξευσης αδρανούς αερίου προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού ώστε να εξασφαλίζεται αδρανής ατμόσφαιρα στη ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού, για παράδειγμα κατά την διάρκεια κατεργασιών όπως η κοπή και η συγκόλληση. Παραδείγματα αδρανών αερίων είναι το Αργό (Ar), το Ήλιο (He), το Άζωτο (Ν) και το Διοξείδιο του Άνθρακα (CO2).
Στην εφαρμογή των Σχημάτων 1 και 2, το αγώγιμο υλικό (1) είναι τοποθετημένο επάνω σε μια βάση στερέωσης στο εσωτερικό μιας δεξαμενής κατεργασίας (8). Η δεξαμενή κατεργασίας (8) είναι τοποθετημένη κάτω από τα μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού ώστε το αγώγιμο υγρό που εκρέει από το αγώγιμο υλικό (1) μαζί με το αφαιρούμενο από την κατεργασία υλικό να συγκεντρώνονται ως απόβλητα στην δεξαμενή κατεργασίας (8). Η προαναφερθείσα βάση στερέωσης δεν απεικονίζεται στα σχέδια για λόγους ευκρίνειας. Παρόλα αυτά, διαφορετικοί τύποι βάσης στερέωσης είναι γνωστοί στην προγενέστερη τεχνική και η δομή του κάθε τύπου βάσης στερέωσης εξαρτάται από την δομή του αγώγιμου υλικού (1) το οποίο στερεώνεται στην βάση στερέωσης.
Επιπλέον, σύμφωνα με μια εφαρμογή που απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2, η συσκευή για την κατεργασία του αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνει τουλάχιστον μια αντλία πίεσης (6) τοποθετημένη μεταξύ των μέσων αποθήκευσης (2) και του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5). Η αντλία πίεσης (6) είναι διαμορφωμένη ώστε να μπορεί να μεταφέρει υπό πίεση το αγώγιμο υγρό από τα μέσα αποθήκευσης (2) στο τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5). Επίσης, όπως απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2, η συσκευή για την κατεργασία αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνει έναν πρώτο σωλήνα που συνδέει τη δεξαμενή (2) και την αντλία πίεσης (6) και ένα δεύτερο σωλήνα που συνδέει την αντλία πίεσης (6) με το ακροφύσιο (5) (Σχήμα 1) ή με τα δύο ακροφύσια (5) (Σχήμα 2). Διαφορετικοί τύποι αντλιών πίεσης είναι γνωστοί. Σύμφωνα με ένα παράδειγμα, η αντλία πίεσης (6) είναι αντλία υψηλής πίεσης όπου η πίεση Ρ είναι ίση η μεγαλύτερη των 500 bar.
Επίσης, σύμφωνα με ένα παράδειγμα που απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2, η δεξαμενή κατεργασίας (8) περιλαμβάνει ένα φίλτρο (9) και συνδέεται με την δεξαμενή (2) του αγώγιμου υγρού μέσω μιας αντλίας (10). Η διάταξη αυτή έχει το πλεονέκτημα ότι είναι φιλική στο περιβάλλον καθότι ανακυκλώνονται τα απόβλητα που συσσωρεύονται στην δεξαμενή κατεργασίας (8) και μετατρέπονται σε λειτουργικά υλικά που μπορεί να επαναχρησιμοποιηθούν από την συσκευή.
Επιπλέον, σύμφωνα με την εφαρμογή των Σχημάτων 1 και 2, η συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνει μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ του ακροφυσίου (5) (Σχήμα 1) ή των ακροφυσίων (5) (Σχήμα 2) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).
Σύμφωνα με ένα παράδειγμα, τα μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ του ακροφυσίου (5) (Σχήμα 1) ή των ακροφυσίων (5) (Σχήμα 2) και του αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνουν μια ηλεκτρική πηγή (για παράδειγμα έναν ηλεκτρικό συσσωρευτή (μπαταρία (4)) όπως αυτός απεικονίζεται στα Σχήματα 1 και 2). Σύμφωνα με ένα άλλο παράδειγμα που δεν απεικονίζεται στα σχέδια, τα μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) περιλαμβάνουν δύο η περισσότερες ηλεκτρικές πηγές (για παράδειγμα δύο ή περισσότερους ηλεκτρικούς συσσωρευτές).
Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που παράγεται με τα μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) εξαρτάται από το είδος του αγώγιμου υλικού (1) υπό κατεργασία, από το είδος του αγώγιμου υγρού που χρησιμοποιείται για την κατεργασία, από την πίεση με την οποία εκτοξεύεται ο πίδακας (3) αγώγιμου υγρού, από τον τύπο της επιθυμητής κατεργασίας όπως και από την απόσταση μεταξύ του ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1).
Σύμφωνα με ένα παράδειγμα, το ηλεκτρικό ρεύμα που εφαρμόζεται στην συσκευή κατεργασίας αγώγιμου υλικού (1) είναι παλμικό. Σύμφωνα με ένα άλλο παράδειγμα, το ηλεκτρικό ρεύμα που εφαρμόζεται στην συσκευή κατεργασίας αγώγιμου υλικού (1) είναι εναλλασσόμενο ή συνεχές.
Κατά προτίμηση, στην συσκευή κατεργασίας αγώγιμου υλικού (1) εφαρμόζεται κύκλωμα σταθερής έντασης ηλεκτρικού ρεύματος ώστε η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος να παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια της κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) ανεξαρτήτως της πιθανής αλλαγής απόστασης μεταξύ ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) κατά την διάρκεια της κατεργασίας.
Επιπλέον, σύμφωνα με ένα παράδειγμα, τα μέσα εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν τουλάχιστον έναν αισθητήρα πίεσης (7). Στην εφαρμογή του Σχήματος 2 απεικονίζεται ένας αισθητήρας πίεσης (7) τοποθετημένος στο επίπεδο της εξόδου του πίδακα (3) και συγκεκριμένα δίπλα από τα δύο ακροφύσια (5) έτσι ώστε μέσω του αισθητήρα πίεσης (7) να μετρώνται οι τιμές της πίεσης εκτόξευσης των πιδάκων (3) αγώγιμου υγρού που εκτοξεύονται από το κάθε ένα ακροφύσιο (5). Στην εφαρμογή του Σχήματος 1 όπου απεικονίζεται μόνο ένα ακροφύσιο (5) δεν απεικονίζεται αισθητήρας πίεσης. Παρόλα αυτά, σύμφωνα με ένα άλλο παράδειγμα που δεν απεικονίζεται στα Σχέδια, ακόμα και στην περίπτωση όπου τα μέσα εκτόξευσης αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν μόνο ένα ακροφύσιο (5), ένας αισθητήρας πίεσης (5) είναι τοποθετημένος δίπλα από το ακροφύσιο (5).
Οι τιμές της πίεσης του αγώγιμου υγρού που χρησιμοποιούνται για την κατεργασία του αγώγιμου υλικού (1) εξαρτώνται από τον επιθυμητό τύπο κατεργασίας (για παράδειγμα κοπή ή συγκόλληση) του αγώγιμου υλικού (1) και από το είδος του αγώγιμου υλικού (1) υπό κατεργασία. Πιο συγκεκριμένα, σε περίπτωση κοπής χρησιμοποιούνται υψηλές πιέσεις (για παράδειγμα η πίεση Ρ είναι ίση η μεγαλύτερη των 500 bar) ενώ σε περίπτωση συγκόλλησης χρησιμοποιούνται χαμηλές πιέσεις (για παράδειγμα η πίεση Ρ είναι 2 bar) έτσι ώστε το υλικό υπό κατεργασία να μην απομακρύνεται όπως στην περίπτωση της κοπής αλλά να παραμένει στην επιφάνεια του αγώγιμου υλικού και να πήζει ώστε να επιτυγχάνεται η συγκόλληση μέσω του πηγμένου υλικού.
Πρέπει ενταύθα να σημειωθεί ότι η ανωτέρω περιγραφή της εφευρέσεως εγένετο δι’ αναφοράς σε ενδεικτικά παραδείγματα εφαρμογής στα οποία δεν περιορίζεται. Ούτως οιαδήποτε μεταβολή ή τροποποίηση σε ότι αφορά το σχήμα, μορφολογία, διαστάσεις, χρησιμοποιούμενα υλικά και τεχνικές κατασκευής θεωρούνται εμπεριεχόμενα στους σκοπούς και βλέψεις της παρούσης επινοήσεως.

Claims (7)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ
1. Συσκευή για την κατεργασία ενός αγώγιμου υλικού (1), όπου η συσκευή περιλαμβάνει:
μέσα αποθήκευσης (2) ενός αγώγιμου υγρού,
μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού που περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5) από το οποίο εκτοξεύεται υπό πίεση ένας πίδακας (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1),
η συσκευή χαρακτηρίζεται από το ότι περιλαμβάνει περαιτέρω:
μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).
2. Συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 1, η οποία περιλαμβάνει τουλάχιστον μια αντλία (6) τοποθετημένη μεταξύ των μέσων αποθήκευσης (2) και του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και διαμορφωμένη ώστε να μεταφέρει το αγώγιμο υγρό από τα μέσα αποθήκευσης (2) στο τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5).
3. Συσκευή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1 ή 2, όπου τα μέσα εκτόξευσης τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν τουλάχιστον έναν αισθητήρα πίεσης (7).
4. Συσκευή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις, όπου τα μέσα αποθήκευσης (2) του αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν τουλάχιστον μια δεξαμενή αποθήκευσης αγώγιμου υγρού.
5. Συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 4, όπου στην περίπτωση δύο ή περισσοτέρων δεξαμενών αποθήκευσης αγώγιμου υγρού, οι δύο ή περισσότερες δεξαμενές αποθήκευσης αγώγιμου υγρού περιλαμβάνουν διαφορετικό είδος αγώγιμου υγρού.
6. Συσκευή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις, όπου τα μέσα εφαρμογής ηλεκτρικής τάσης (4) μεταξύ των μέσων εκτόξευσης (3) και του αγώγιμου υλικού (1) περιλαμβάνουν τουλάχιστον μια ηλεκτρική πηγή.
7. Μέθοδος κατεργασίας ενός αγώγιμου υλικού με την χρήση μιας συσκευής σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις, η οποία μέθοδος περιλαμβάνει:
την εκτόξευση τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού με κατεύθυνση προς μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), όπου η εκτόξευση πραγματοποιείται με μέσα εκτόξευσης του αγώγιμου υγρού που περιλαμβάνουν τουλάχιστον ένα ακροφύσιο (5),
η μέθοδος χαρακτηρίζεται από το ότι περιλαμβάνει περαιτέρω:
την εφαρμογή ηλεκτρικής τάσης μεταξύ του τουλάχιστον ενός ακροφυσίου (5) και του αγώγιμου υλικού (1) για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της εκτόξευσης του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1), το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα να οδηγείται μέσω του τουλάχιστον ενός πίδακα (3) αγώγιμου υγρού προς την τουλάχιστον μια ζώνη κατεργασίας του αγώγιμου υλικού (1) πραγματοποιώντας την τήξη του αγώγιμου υλικού (1) μέσω θέρμανσης Joule του αγώγιμου υλικού (1).
GR20230100871A 2023-10-20 2023-10-20 Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου GR1010629B (el)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20230100871A GR1010629B (el) 2023-10-20 2023-10-20 Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου
PCT/GR2024/000034 WO2025083433A1 (en) 2023-10-20 2024-10-17 Device and method for processing a conductive material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20230100871A GR1010629B (el) 2023-10-20 2023-10-20 Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR1010629B true GR1010629B (el) 2024-02-07

Family

ID=90276004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20230100871A GR1010629B (el) 2023-10-20 2023-10-20 Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου

Country Status (2)

Country Link
GR (1) GR1010629B (el)
WO (1) WO2025083433A1 (el)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040026382A1 (en) * 2000-04-04 2004-02-12 Bernold Richerzhagen Method for cutting an object and or futher processing the cut material an carrier for holding the object and the cut material
US20050160891A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Scimed Life Systems, Inc Method of cutting material with hybrid liquid-jet/laser system
EP2208568A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Synova S.A. Apparatus and method for processing material by means of laser
US20110240615A1 (en) * 2008-11-21 2011-10-06 Synova Sa Method and apparatus for improving reliability of a machining process

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2411737A (en) * 1946-02-07 1946-11-26 Air Reduction Method and apparatus for controlling torch spacing
US6525291B1 (en) * 1999-09-21 2003-02-25 Hypertherm, Inc. Process and apparatus for cutting or welding a workpiece

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040026382A1 (en) * 2000-04-04 2004-02-12 Bernold Richerzhagen Method for cutting an object and or futher processing the cut material an carrier for holding the object and the cut material
US20050160891A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Scimed Life Systems, Inc Method of cutting material with hybrid liquid-jet/laser system
US20110240615A1 (en) * 2008-11-21 2011-10-06 Synova Sa Method and apparatus for improving reliability of a machining process
EP2208568A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Synova S.A. Apparatus and method for processing material by means of laser

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025083433A1 (en) 2025-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4182034B2 (ja) 切断加工用レーザ装置
Katayama Handbook of laser welding technologies
CN102149508A (zh) 利用通过衍射光学部件修改激光束品质因子的装置的激光切割方法和设备
Biswas et al. Multi-objective optimization of hole characteristics during pulsed Nd: YAG laser microdrilling of gamma-titanium aluminide alloy sheet
CN104985327A (zh) 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法
CN106112280A (zh) 一种激光穿孔加工方法
Patel et al. Laser machining of polymer matrix composites: scope, limitation and application
CN115106655B (zh) 一种用于中厚板的激光焊接方法
Kaiser et al. Application benefits of welding copper with a 1 kW, 515 nm continuous wave laser
Rana et al. Optimization of process parameter of Laser beam machining of high strength steels: A review
Zhu et al. Localized and efficient machining of germanium based on the auto-coupling between picosecond laser irradiation and electrochemical dissolution: Mechanism validation and surface characterization
GR1010629B (el) Συσκευη και μεθοδος κατεργασιας ενος αγωγιμου υλικου
CN103008883B (zh) 一种高压水流辅助的激光切割装置
Wandera Laser cutting of austenitic stainless steel with a high quality laser beam
CN111702337A (zh) 一种固状电解液辅助提高激光刻蚀质量的方法及装置
CN202185678U (zh) 超短脉冲激光制作金属薄膜群孔的装置
Zhang et al. Effect of electrochemical dissolving in laser drilling assisted with jet electrochemical machining
CN1958209A (zh) 一种激光成形加工装置
Pantawane et al. Laser beam machining of aluminum and aluminum alloys
Zgripcea et al. Technology of thin metal sheet cutting with fiber laser
Suttmann et al. Drilling, cutting, welding, marking and microforming
Messaoudi et al. Influence of the etchant on material removal geometry in laser chemical machining
CN116275493A (zh) 新能源汽车用铝合金水冷板一体化电池壳的激光焊接方法
Anghel et al. A review on laser beam cutting
Deng et al. Optics and Apparatus for Solid State Laser Micro-processing

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20240312