JPH10113815A - レーザ支援によるフライス削りの方法 - Google Patents
レーザ支援によるフライス削りの方法Info
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- JPH10113815A JPH10113815A JP9162719A JP16271997A JPH10113815A JP H10113815 A JPH10113815 A JP H10113815A JP 9162719 A JP9162719 A JP 9162719A JP 16271997 A JP16271997 A JP 16271997A JP H10113815 A JPH10113815 A JP H10113815A
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- Japan
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- cutting
- milling
- milling tool
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P25/00—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress
- B23P25/003—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress immediately preceding a cutting tool
- B23P25/006—Heating the workpiece by laser during machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/303752—Process
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-
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- Y10T409/303976—Milling with means to control temperature or lubricate
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単に使用でき被切削工作物の素材の機械的
特性を効果的に低下させることができるレーザ支援によ
るフライス削りの方法を提供する。 【解決手段】 工作物（１）のフライス削り実行中に、
所定の切削形状に平行な工作物の少なくとも一つの領域
を加熱するように少なくとも一つのレーザビームをフラ
イス工具のすぐ上流側の工作物上に向け、次に、レーザ
ビームを工作物上で長手軸において、工作物上のフライ
ス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方向に移動させる
ことから成るレーザ支援によるフライス削りの方法。工
作物内のフライス工具の切刃（３）の切り込み点および
逃がし点のそれぞれすぐ上流側にある第一および／また
は第二臨界領域（１２、１３）を被加熱領域とすること
ができる。また、切削領域の幅と等しい幅の領域（１
４）を被加熱領域とすることもできる。
特性を効果的に低下させることができるレーザ支援によ
るフライス削りの方法を提供する。 【解決手段】 工作物（１）のフライス削り実行中に、
所定の切削形状に平行な工作物の少なくとも一つの領域
を加熱するように少なくとも一つのレーザビームをフラ
イス工具のすぐ上流側の工作物上に向け、次に、レーザ
ビームを工作物上で長手軸において、工作物上のフライ
ス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方向に移動させる
ことから成るレーザ支援によるフライス削りの方法。工
作物内のフライス工具の切刃（３）の切り込み点および
逃がし点のそれぞれすぐ上流側にある第一および／また
は第二臨界領域（１２、１３）を被加熱領域とすること
ができる。また、切削領域の幅と等しい幅の領域（１
４）を被加熱領域とすることもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、いくつか
の鋼、チタン合金、超合金、セラミックなど、機械的強
度の高い素材を切削加工するためのレーザ支援によるフ
ライス削り（fraisage）の方法に関する。
の鋼、チタン合金、超合金、セラミックなど、機械的強
度の高い素材を切削加工するためのレーザ支援によるフ
ライス削り（fraisage）の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ支援による切削加工は、切削加工
中の工作物を加熱し、工作物の切削領域において、工作
物の素材の機械的特性を低下させ切削加工を容易にする
のに充分な温度レベルに達するようにすることからな
る。
中の工作物を加熱し、工作物の切削領域において、工作
物の素材の機械的特性を低下させ切削加工を容易にする
のに充分な温度レベルに達するようにすることからな
る。
【０００３】旋盤加工（tournage）作業にレーザ支援を
利用する方法が知られている。旋盤加工では、工作物は
回転運動を行う回転部品である。切削工具は、工作物の
回転中連続的に工作物を加工するただ一つの切削チップ
を含む。レーザは、レーザビームが切削工具と同時に移
動するよう、工具の支持体に結合される。従って工作物
上のレーザビームの衝撃点は、切削チップに対し常に同
じ位置を有し、工作物上を切削速度と同じ速度で同方向
に移動する。通常、レーザビームの衝撃点は、切削領域
の面取り部分上に位置決めされ、切削工具のちょうど前
に位置する。
利用する方法が知られている。旋盤加工では、工作物は
回転運動を行う回転部品である。切削工具は、工作物の
回転中連続的に工作物を加工するただ一つの切削チップ
を含む。レーザは、レーザビームが切削工具と同時に移
動するよう、工具の支持体に結合される。従って工作物
上のレーザビームの衝撃点は、切削チップに対し常に同
じ位置を有し、工作物上を切削速度と同じ速度で同方向
に移動する。通常、レーザビームの衝撃点は、切削領域
の面取り部分上に位置決めされ、切削工具のちょうど前
に位置する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フライス削りにより平
行六面体の工作物を加工する場合にはレーザ支援が難し
くなる。実際、フライス工具は、フライス工具の回転
中、工作物を交互に切削加工する複数の切削チップを含
む。切削加工は断続的であり、切削チップのちょうど前
にある切削領域の面取り部分上の工作物を加熱すること
は難しい。このような加熱方法の場合、各切削チップに
組み合わされた複数のレーザビームを使用する必要があ
る。また、フライス工具の幾何学的形状によっては、各
レーザビームの印加時間が不充分となることがある。
行六面体の工作物を加工する場合にはレーザ支援が難し
くなる。実際、フライス工具は、フライス工具の回転
中、工作物を交互に切削加工する複数の切削チップを含
む。切削加工は断続的であり、切削チップのちょうど前
にある切削領域の面取り部分上の工作物を加熱すること
は難しい。このような加熱方法の場合、各切削チップに
組み合わされた複数のレーザビームを使用する必要があ
る。また、フライス工具の幾何学的形状によっては、各
レーザビームの印加時間が不充分となることがある。
【０００５】本発明の目的は、これらの問題を解消し、
簡単に使用でき被切削工作物の素材の機械的特性を効果
的に低下させることができるレーザ支援によるフライス
削りの方法を実現することである。
簡単に使用でき被切削工作物の素材の機械的特性を効果
的に低下させることができるレーザ支援によるフライス
削りの方法を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
によれば、切り込み点と逃がし点との間の工作部の切削
域と接触する少なくとも一つの切刃を含むフライス工具
によって、工作物の平面が切削加工されるレーザ支援に
よるフライス削りの方法は、フライス工具が工作物上
を、工作物の平面に平行な長手方向に所定の送り速度で
移動し、所定の切削形状に平行な工作物の少なくとも一
つの領域を加熱するように、少なくとも一つのレーザビ
ームをフライス工具のすぐ上流側の工作物上に向け、次
に、該レーザビームを工作物上で長手方向に、工作物上
のフライス工具の送り速度と同じ速度で同じ方向に移動
させることを特徴とする。
によれば、切り込み点と逃がし点との間の工作部の切削
域と接触する少なくとも一つの切刃を含むフライス工具
によって、工作物の平面が切削加工されるレーザ支援に
よるフライス削りの方法は、フライス工具が工作物上
を、工作物の平面に平行な長手方向に所定の送り速度で
移動し、所定の切削形状に平行な工作物の少なくとも一
つの領域を加熱するように、少なくとも一つのレーザビ
ームをフライス工具のすぐ上流側の工作物上に向け、次
に、該レーザビームを工作物上で長手方向に、工作物上
のフライス工具の送り速度と同じ速度で同じ方向に移動
させることを特徴とする。
【０００７】本発明の第一の実施の形態によれば、被加
熱領域は、工作物内のフライス工具の切刃の切り込み点
のすぐ上流側にある臨界領域である。
熱領域は、工作物内のフライス工具の切刃の切り込み点
のすぐ上流側にある臨界領域である。
【０００８】本発明の第二の実施の形態によれば、被加
熱領域は、工作物内のフライス工具の切刃の逃がし点の
すぐ上流側にある臨界領域である。
熱領域は、工作物内のフライス工具の切刃の逃がし点の
すぐ上流側にある臨界領域である。
【０００９】本発明の第三の実施の形態によれば、工作
物は、工作物内のフライス工具の切刃の切り込み点およ
び逃がし点のすぐ上流側にある二つの臨界領域において
加熱される。
物は、工作物内のフライス工具の切刃の切り込み点およ
び逃がし点のすぐ上流側にある二つの臨界領域において
加熱される。
【００１０】本発明の第三の実施の形態によれば、工作
物は、所定の切削形状と平行で切削領域の幅と等しい幅
の領域上の、フライス工具のすぐ上流側で加熱される。
物は、所定の切削形状と平行で切削領域の幅と等しい幅
の領域上の、フライス工具のすぐ上流側で加熱される。
【００１１】本発明の別の特徴および長所は、非限定的
例として示し、添付の図面を参照して行う以下の説明に
おいて明らかになろう。
例として示し、添付の図面を参照して行う以下の説明に
おいて明らかになろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示す略図は、フライス工具
２による平行六面体工作物１の切削加工を示す。フライ
ス工具は、フライス削り実行中の工作物の表面４に直角
な軸ＸＸ’を中心として回転運動を行う。フライス工具
は、それが軸を中心として回転する時、切刃が交互に工
作物と接触する複数の切削チップ３を含む。従って切削
加工は断続的でありフライス工具の種々の切刃によって
連続的に行われる。フライス工具は、工作物１の全表面
４を切削加工するために、表面４上を、切削加工中の表
面に平行な長手方向に所定の送り速度Ｖｆで移動する。
２による平行六面体工作物１の切削加工を示す。フライ
ス工具は、フライス削り実行中の工作物の表面４に直角
な軸ＸＸ’を中心として回転運動を行う。フライス工具
は、それが軸を中心として回転する時、切刃が交互に工
作物と接触する複数の切削チップ３を含む。従って切削
加工は断続的でありフライス工具の種々の切刃によって
連続的に行われる。フライス工具は、工作物１の全表面
４を切削加工するために、表面４上を、切削加工中の表
面に平行な長手方向に所定の送り速度Ｖｆで移動する。
【００１３】図２は、フライス削り実行中の工作物の第
一の加熱例を示す。この図では、レーザビームは、切刃
１１のちょうど前で切削域１０の面取り部分に向けられ
る。加熱領域は、切削速度Ｖｃと同じ速度で同じ方向に
移動する。この種の加熱は各チップに組み合わされた複
数のレーザビームを必要とすることから、使用するのが
むずかしい。また、切刃に対しレーザビームを常に同じ
方法で位置決めするには、各レーザビームはフライス工
具の回転速度と同じ高速度で移動しなければならない。
一の加熱例を示す。この図では、レーザビームは、切刃
１１のちょうど前で切削域１０の面取り部分に向けられ
る。加熱領域は、切削速度Ｖｃと同じ速度で同じ方向に
移動する。この種の加熱は各チップに組み合わされた複
数のレーザビームを必要とすることから、使用するのが
むずかしい。また、切刃に対しレーザビームを常に同じ
方法で位置決めするには、各レーザビームはフライス工
具の回転速度と同じ高速度で移動しなければならない。
【００１４】図３、図４、図５は、本発明の種々の実施
の形態によるフライス削り実行中の工作物の三つの加熱
例の図である。
の形態によるフライス削り実行中の工作物の三つの加熱
例の図である。
【００１５】図３に示す種類の加熱は、フライス工具の
すぐ上流側の工作物上にレーザビームを向け、工作物内
のフライス工具の切刃１１の切り込み点のすぐ上流側に
ある臨界領域１２のみを加熱することから成る。
すぐ上流側の工作物上にレーザビームを向け、工作物内
のフライス工具の切刃１１の切り込み点のすぐ上流側に
ある臨界領域１２のみを加熱することから成る。
【００１６】切削加工実行中の工作物内の切刃の切り込
み点とは、機械的衝撃による臨界点である。
み点とは、機械的衝撃による臨界点である。
【００１７】工具は、工作物内に切刃を切り込むことに
よる機械的衝撃の作用により、急速に摩耗する。この臨
界領域を加熱することにより、この箇所の素材の機械的
特性が低下し、それにより工作物の切削加工が容易にな
り、切刃の摩耗が軽減される。
よる機械的衝撃の作用により、急速に摩耗する。この臨
界領域を加熱することにより、この箇所の素材の機械的
特性が低下し、それにより工作物の切削加工が容易にな
り、切刃の摩耗が軽減される。
【００１８】次にレーザビームは、工作物上の長手方向
上を、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方向
に移動に移動する。フライス工具の長手方向移動速度
は、通常、フライス工具の回転速度のおよそ１／１００
と、はるかに低いため、この加熱領域へのレーザビーム
の照射時間は図２に示す種類の加熱での場合よりもはる
かに長く、そのため、レーザビームの出力を下げ、工作
物の切削加工条件をより効果的に改善することができ
る。またこの種の加熱は一つのレーザビームしか必要と
しないため、より簡単に使用することができる。
上を、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方向
に移動に移動する。フライス工具の長手方向移動速度
は、通常、フライス工具の回転速度のおよそ１／１００
と、はるかに低いため、この加熱領域へのレーザビーム
の照射時間は図２に示す種類の加熱での場合よりもはる
かに長く、そのため、レーザビームの出力を下げ、工作
物の切削加工条件をより効果的に改善することができ
る。またこの種の加熱は一つのレーザビームしか必要と
しないため、より簡単に使用することができる。
【００１９】図４に示す種類の加熱は、工作物内の切刃
の切り込み点および逃がし点のすぐ上流側にある二つの
臨界領域１２、１３を加熱することから成る。切刃の逃
がし点は、この箇所において大きな機械的応力をうける
フライス工具に関する第二臨界域である。これらの機械
的応力は、切刃を剥離し工作物上にばりを作る傾向を有
する。
の切り込み点および逃がし点のすぐ上流側にある二つの
臨界領域１２、１３を加熱することから成る。切刃の逃
がし点は、この箇所において大きな機械的応力をうける
フライス工具に関する第二臨界域である。これらの機械
的応力は、切刃を剥離し工作物上にばりを作る傾向を有
する。
【００２０】この第二臨界域を加熱することにより、工
作物の切削加工を簡単にし改良することができる。
作物の切削加工を簡単にし改良することができる。
【００２１】この種の加熱の場合、それぞれ第一および
第二臨界領域１２、１３に向けた二つのレーザビームを
使用する必要がある。二つのレーザビームは、工作物上
の長手方向上を、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖ
ｆで同方向に移動する。
第二臨界領域１２、１３に向けた二つのレーザビームを
使用する必要がある。二つのレーザビームは、工作物上
の長手方向上を、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖ
ｆで同方向に移動する。
【００２２】図には示さない別の種類の加熱は、工作物
内の切刃の逃がし点のすぐ上流側にある第二臨界領域１
３のみを加熱することから成る。この場合、一つのレー
ザビームを必要とし、図４を参照して示した方法により
移動する。
内の切刃の逃がし点のすぐ上流側にある第二臨界領域１
３のみを加熱することから成る。この場合、一つのレー
ザビームを必要とし、図４を参照して示した方法により
移動する。
【００２３】図５に示す種類の加熱は、切削形状と平行
で切削領域の幅と等しい幅の領域１４上の、フライス工
具のすぐ上流側の工作物を加熱することから成る。この
種の加熱の場合、図３および図４を参照して説明した種
類の加熱の場合よりも高い出力のただ一つのレーザビー
ムを使用する必要がある。
で切削領域の幅と等しい幅の領域１４上の、フライス工
具のすぐ上流側の工作物を加熱することから成る。この
種の加熱の場合、図３および図４を参照して説明した種
類の加熱の場合よりも高い出力のただ一つのレーザビー
ムを使用する必要がある。
【００２４】このレーザビームは、工作物上の長手軸に
おいて、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方
向に移動する。
おいて、フライス工具の送り速度と同じ速度Ｖｆで同方
向に移動する。
【００２５】被切削工作物の形状に応じて、例えば使い
やすさの理由から、あるいはレーザビームの出力を制限
する目的から、他の種類の加熱と比較して特定の種類の
加熱を優先的に使用するものとする。高さが低い被切削
工作物の場合、有利には、図５に示すような切削領域の
幅に等しい幅の領域を加熱する方法を選択することがで
きる。
やすさの理由から、あるいはレーザビームの出力を制限
する目的から、他の種類の加熱と比較して特定の種類の
加熱を優先的に使用するものとする。高さが低い被切削
工作物の場合、有利には、図５に示すような切削領域の
幅に等しい幅の領域を加熱する方法を選択することがで
きる。
【００２６】反対に被切削高さが大きい場合には、工作
物内の切刃の切り込み点の上流側にある第一臨界領域１
２のみを加熱するのが好ましい。
物内の切刃の切り込み点の上流側にある第一臨界領域１
２のみを加熱するのが好ましい。
【図１】フライス削りによる平行六面体工作物の切削加
工を示す略図である。
工を示す略図である。
【図２】レーザビームが切削領域の面取り部分に向けら
れるフライス削り実行中の機械部品の第一の加熱例を示
す図である。
れるフライス削り実行中の機械部品の第一の加熱例を示
す図である。
【図３】本発明の実施の形態によるフライス削り実行中
の工作物の第１の加熱例を示す図である。
の工作物の第１の加熱例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態によるフライス削り実行中
の工作物の第２の加熱例を示す図である。
の工作物の第２の加熱例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態によるフライス削り実行中
の工作物の第３の加熱例を示す図である。
の工作物の第３の加熱例を示す図である。
１ 工作物 ２ フライス工具 ３ チップ ４ 工作物の表面 １０ 切削領域 １１ 切刃 １２ 第一臨界領域 １３ 第二臨界領域 １４ 所定の切削形状と等しい幅の領域 Ｖｃ 切削速度 Ｖｆ 送り速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイエリ・トマス フランス国、77000・シエル、プラス・ デ・ベルヌ、４ (72)発明者 ジヨエル・オリビエ・ビノー フランス国、91750・シヤンクイユ、リ ユ・ドウ・ラ・ジユステイス、10
Claims (5)
- 【請求項１】 切り込み点と逃がし点との間の工作部の
切削領域と接触する少なくとも一つの切刃を含むフライ
ス工具によって、工作物の平面が切削加工され、前記フ
ライス工具が前記工作物上を、該工作物の平面に平行な
長手方向に所定の送り速度で移動するレーザ支援による
フライス削りの方法であって、所定の切削形状に平行な
前記工作物の少なくとも一つの領域を加熱するように少
なくとも一つのレーザビームを前記フライス工具のすぐ
上流側の前記工作物上に向け、次に、前記レーザビーム
を該工作物上で長手方向に、該工作物上のフライス工具
の送り速度と同じ速度で同じ方向に移動させることを特
徴とする方法。 - 【請求項２】 被加熱領域が、前記工作物内のフライス
工具の切刃の切り込み点のすぐ上流側にある第一臨界領
域（１２）であることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザ支援によるフライス削りの方法。 - 【請求項３】 被加熱領域が、前記工作物内のフライス
工具の切刃の逃がし点のすぐ上流側にある第二臨界領域
（１３）であることを特徴とする請求項１に記載のレー
ザ支援によるフライス削りの方法。 - 【請求項４】 前記工作物が、該工作物内のフライス工
具の切刃の切り込み点および逃がし点のすぐ上流側にあ
る二つの臨界領域（１２、１３）において加熱されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のレーザ支援によるフラ
イス削りの方法。 - 【請求項５】 前記工作物が、前記所定の切削形状と平
行で切削領域の幅と等しい幅の領域（１４）上の、フラ
イス工具のすぐ上流側で加熱されることを特徴とする請
求項１に記載のレーザ支援によるフライス削りの方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9607665A FR2750067B1 (fr) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | Procede de fraisage assiste par laser |
| FR9607665 | 1996-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10113815A true JPH10113815A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=9493245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162719A Pending JPH10113815A (ja) | 1996-06-20 | 1997-06-19 | レーザ支援によるフライス削りの方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5906459A (ja) |
| EP (1) | EP0813925A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10113815A (ja) |
| CA (1) | CA2207803A1 (ja) |
| FR (1) | FR2750067B1 (ja) |
| NO (1) | NO972843L (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013035069A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | 切削装置および切削方法 |
| WO2014136980A1 (ja) | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 株式会社Ihi | セラミックマトリックス複合材の加工方法 |
| JP2017119345A (ja) * | 2017-04-03 | 2017-07-06 | 三菱重工業株式会社 | 複合加工方法 |
| DE102024129975A1 (de) * | 2024-10-16 | 2026-04-16 | Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Vorrichtung und Verfahren zur laserunterstützten duktilen Schleifbearbeitung |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19962126B4 (de) * | 1999-12-21 | 2008-08-28 | König, Wilhelm | Laserunterstützter Hoch-Geschwindigkeits-Abtrag |
| RU2198769C2 (ru) * | 2001-05-08 | 2003-02-20 | Томский политехнический университет | Способ обработки плоских поверхностей нежестких заготовок |
| DE10128536C2 (de) * | 2001-06-13 | 2003-06-26 | Daimler Chrysler Ag | Fräsmaschine und Fräsverfahren |
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| TW580416B (en) * | 2002-11-28 | 2004-03-21 | Ind Tech Res Inst | Laser-assisted machining process |
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