DE102023210846A1

DE102023210846A1 - Method for operating a processing device with at least one processing unit, in particular a laser drilling unit

Info

Publication number: DE102023210846A1
Application number: DE102023210846.1A
Authority: DE
Inventors: Reiner Ramsayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2023-11-02
Filing date: 2023-11-02
Publication date: 2025-05-08

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung (10a; 10b; 10c; 10d) mit zumindest einer Bearbeitungseinheit (12a; 12b; 12c; 12d), insbesondere Laserbohreinheit, wobei in zumindest einem Bearbeitungsschritt (20a; 20b; 20c; 20d) mittels der Bearbeitungseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) zumindest eine Durchgangsausnehmung (14a; 14b; 14c; 14d) mittels eines Laserimpulses (22a; 22b; 22c; 22d) in das Substrat für eine elektrochemische Zelle (16a; 16b; 16c; 16d) eingebracht wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in dem zumindest einen Bearbeitungsschritt (20a; 20b; 20c; 20d) mittels der Bearbeitungseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) zur Erzeugung einer einzelnen Durchgangsausnehmung (14a; 14b; 14c; 14d) zumindest ein weiterer Laserimpuls (24a; 24b; 24c; 24d) erzeugt wird, wobei der zumindest eine weitere Laserimpuls (24a; 24b; 24c; 24d), zu einer Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinheit (12a; 12b; 12c; 12d), zumindest im Wesentlichen teilweise zeitlich überschneidend mit dem ersten Laserimpuls (22a; 22b; 22c; 22d) eingesetzt wird.

The invention is based on a method for operating a processing device (10a; 10b; 10c; 10d) with at least one processing unit (12a; 12b; 12c; 12d), in particular a laser drilling unit, wherein in at least one processing step (20a; 20b; 20c; 20d) by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d) at least one through-hole (14a; 14b; 14c; 14d) is introduced into the substrate for an electrochemical cell (16a; 16b; 16c; 16d) by means of a laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d).
It is proposed that in the at least one processing step (20a; 20b; 20c; 20d) by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d) for producing a single through-hole (14a; 14b; 14c; 14d) at least one further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) is generated, wherein the at least one further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) is used for processing by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d), at least substantially partially overlapping in time with the first laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d).

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits ein Verfahren zu einem Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung, mit zumindest einer Bearbeitungseinheit, insbesondere Laserbohreinheit, wobei in zumindest einem Bearbeitungsschritt mittels der Bearbeitungseinheit zumindest eine einzelne Durchgangsausnehmung mittels eines Laserimpulses in das Substrat für eine elektrochemische Zelle eingebracht wird, vorgeschlagen worden.A method for operating a processing device having at least one processing unit, in particular a laser drilling unit, wherein in at least one processing step at least one single through-hole is introduced into the substrate for an electrochemical cell by means of a laser pulse by means of the processing unit has already been proposed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung, mit zumindest einer Bearbeitungseinheit, insbesondere Laserbohreinheit, wobei in zumindest einem Bearbeitungsschritt mittels der Bearbeitungseinheit zumindest einer einzelne Durchgangsausnehmung mittels eines Laserimpulses in das Substrat für eine elektrochemische Zelle eingebracht wird.The invention is based on a method for operating a processing device having at least one processing unit, in particular a laser drilling unit, wherein in at least one processing step, at least one single through-hole is introduced into the substrate for an electrochemical cell by means of the processing unit by means of a laser pulse.

Es wird vorgeschlagen, dass in dem zumindest einen Bearbeitungsschritt mittels der Bearbeitungseinheit zur Erzeugung der einzelnen Durchgangsausnehmung zumindest ein weiterer Laserimpuls erzeugt wird, wobei der zumindest eine weitere Laserimpuls, zu einer Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinheit, zumindest im Wesentlichen teilweise zeitlich überschneidend mit dem ersten Laserimpuls eingesetzt wird.It is proposed that in the at least one processing step, at least one further laser pulse is generated by means of the processing unit for producing the individual through-hole, wherein the at least one further laser pulse is used for processing by means of the processing unit, at least substantially partially overlapping in time with the first laser pulse.

Unter einer „Bearbeitungsvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche zu einer Bearbeitung eines Substrats eingerichtet ist. Insbesondere ist die Bearbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet, ein Substrat für eine elektrochemische Zelle zu bearbeiten. Vorzugsweise ist die Bearbeitungsvorrichtung mehrteilig ausgebildet. Vorzugsweise wird mit der Bearbeitungsvorrichtung ein nicht-spanendes Bearbeitungsverfahren durchgeführt. Ferner weist die Bearbeitungsvorrichtung vorzugsweise eine Halterung für das Substrat für eine elektrochemische Zelle auf. Vorzugsweise wird in einem Bearbeitungsschritt eine direkte Bearbeitung des Substrats durchgeführt. Alternativ ist auch eine indirekte Bearbeitung des Substrats durch die Bearbeitungsvorrichtung denkbar. Besonders bevorzugt ist die Bearbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet, alle notwendigen Schritte, beispielsweise eine Prozessgaszuführung und/oder einen Bearbeitungsschritt, durchzuführen. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.In this context, a “processing device” should be understood to mean, in particular, a device that is configured to process a substrate. In particular, the processing device is configured to process a substrate for an electrochemical cell. The processing device is preferably designed in several parts. Preferably, a non-cutting machining process is carried out with the processing device. Furthermore, the processing device preferably has a holder for the substrate for an electrochemical cell. Preferably, direct processing of the substrate is carried out in one processing step. Alternatively, indirect processing of the substrate by the processing device is also conceivable. Particularly preferably, the processing device is configured to carry out all necessary steps, for example a process gas supply and/or a processing step. The fact that an object is configured for a specific function should be understood to mean, in particular, that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.

Unter einem „Substrat für eine elektrochemische Zelle“ soll in diesem Zusammenhang vorzugsweise ein Substrat verstanden werden, welches für den Einsatz in einer Brennstoffzelle vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Substrat für eine elektrochemische Zelle als Blech ausgebildet. Vorzugsweise ist das Substrat für den Einsatz in einer Elektrolytzelle vorgesehen. Besonders bevorzugt wird das Substrat für eine elektrochemische Zelle in einer Festoxidbrennstoffzelle eingesetzt. Ferner ist ein Substrat aus einer vorab gesinterten Keramik denkbar. Ferner sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien denkbar. Unter einem nicht schrumpfenden Material sollen in diesem Zusammenhang Materialien verstanden werden, welche während eines Schrumpfprozesses, beispielsweise eines Sinterprozesses, nicht weiter schrumpfen und/oder die schon vorab durch beispielsweise einen Sinterprozess geschrumpft wurden.In this context, a “substrate for an electrochemical cell” should preferably be understood to mean a substrate which is intended for use in a fuel cell. Preferably, the substrate for an electrochemical cell is in the form of a sheet metal. Preferably, the substrate is intended for use in an electrolytic cell. Particularly preferably, the substrate for an electrochemical cell is used in a solid oxide fuel cell. Furthermore, a substrate made of a pre-sintered ceramic is conceivable. Furthermore, other materials which appear appropriate to a person skilled in the art are also conceivable. In this context, a non-shrinking material should be understood to mean materials which do not shrink further during a shrinking process, for example a sintering process, and/or which have already been shrunk beforehand, for example by a sintering process.

Unter einer „Bearbeitungseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu eingerichtet ist, eine Bearbeitung eines Substrats durchzuführen. Bevorzugt ist die Bearbeitungseinheit zu einer Erzeugung von Ausnehmungen, insbesondere Durchgangsausnehmungen, in dem Substrat vorgesehen. Vorzugsweise werden eine Vielzahl von Durchgangsausnehmungen in einem Substrat für eine elektrochemische Zelle durch die Bearbeitungseinheit erzeugt. Insbesondere absorbiert das Substrat für eine elektrochemische Zelle die durch die Bearbeitungseinheit eingebrachte thermische Energie. Insbesondere durch die Erzeugung von mehreren Durchgangsausnehmungen baut sich eine Akkumulation der thermischen Energie im Substrat für eine elektrochemische Zelle auf. Vorzugsweise weist die Bearbeitungseinheit insbesondere zumindest ein nicht-spanendes Werkzeug zu einer Erzeugung von Ausnehmungen auf. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit mehrteilig ausgebildet. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, zumindest einen Laserstrahl zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, einen Laserimpuls zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, einen einzelnen Laserimpuls und/oder mehrere aufeinanderfolgende Laserimpulse zu erzeugen. Besonders bevorzugt ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, mehrere Laserimpulse zumindest im Wesentlichen simultan und/oder zeitlich überlagert zu erzeugen. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des vorgegebenen Werts abweicht.In this context, a "processing unit" should be understood to mean, in particular, a unit that is configured to process a substrate. The processing unit is preferably provided for creating recesses, in particular through-holes, in the substrate. Preferably, a plurality of through-holes are created in a substrate for an electrochemical cell by the processing unit. In particular, the substrate for an electrochemical cell absorbs the thermal energy introduced by the processing unit. In particular, the creation of multiple through-holes leads to an accumulation of thermal energy in the substrate for an electrochemical cell. Preferably, the processing unit has, in particular, at least one non-cutting tool for creating recesses. The processing unit is preferably designed in several parts. Preferably, the processing unit is configured to generate at least one laser beam. Preferably, the processing unit is configured to generate a laser pulse. Preferably, the processing unit is configured to generate a single laser pulse and/or a plurality of consecutive laser pulses. Particularly preferably, the processing unit is configured to generate multiple laser pulses at least substantially simultaneously and/or temporally superimposed. In this context, "at least substantially" is understood to mean, in particular, that a deviation from a predetermined value deviates by less than 25%, preferably less than 10%, and particularly preferably less than 5% of the predetermined value.

Besonders bevorzugt ist die Bearbeitungseinheit als Laserbohrer ausgebildet. Insbesondere ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, eine Bearbeitung zumindest einer Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle durchzuführen. Vorzugsweise wird durch den mittels der Bearbeitungseinheit erzeugten Laserimpuls lokal Energie eingebracht. Besonders bevorzugt ist die Energie lokal so groß, dass die Oberfläche des Substrats zumindest im Wesentlichen teilweise, vorzugsweise größtenteils, besonders bevorzugt vollständig aufgeschmolzen und/oder verdampft wird. Alternativ ist auch ein, insbesondere vollständiges, Aufschmelzen mit einer, insbesondere zumindest im Wesentlichen teilweisen, Verdampfung denkbar. Vorzugsweise wird durch die Bearbeitung der Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle zumindest eine Ausnehmung in dem Substrat für eine elektrochemische Zelle erzeugt. Besonders bevorzugt wird durch die Bearbeitung der Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle eine Durchgangsausnehmung in dem Substrat für eine elektrochemische Zelle ausgebildet. Insbesondere sind Durchgangsausnehmungen mit einem Durchmesser von vorzugsweise maximal 100 µm, bevorzugt maximal 50 µm und besonders bevorzugt kleiner 25 µm denkbar.The processing unit is particularly preferably designed as a laser drill. In particular, the processing unit is configured to process at least one surface of the substrate for an electrochemical cell. Preferably, energy is introduced locally by the laser pulse generated by the processing unit. Particularly preferably, the energy is locally so high that the surface of the substrate is at least substantially partially, preferably largely, and particularly preferably completely melted and/or vaporized. Alternatively, melting, in particular complete melting, with vaporization, in particular at least substantially partial, is also conceivable. Preferably, by processing the surface of the substrate for an electrochemical cell, at least one recess is created in the substrate for an electrochemical cell. Particularly preferably, by processing the surface of the substrate for an electrochemical cell, a through-hole is formed in the substrate for an electrochemical cell. In particular, through-holes with a diameter of preferably a maximum of 100 µm, preferably a maximum of 50 µm, and particularly preferably less than 25 µm are conceivable.

Vorzugsweise werden die Durchgangsausnehmungen in einem definierten Raster ausgebildet. Vorzugsweise werden die Durchgangsausnehmungen mit einer definierten Bohrrate von vorzugsweise zumindest 1000 Löcher/s, bevorzugt zumindest 5000 Löcher/s und besonders bevorzugt zumindest 10000 Löcher/s in dem Substrat für eine elektrochemische Zelle ausgebildet. Vorzugsweise ist die Durchgangsausnehmung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Substrats für eine elektrochemische Zelle angeordnet. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Vorzugsweise wird durch die Bearbeitungseinheit eine Fokussierung des Laserimpulses durchgeführt.The through-holes are preferably formed in a defined grid. The through-holes are preferably formed in the substrate for an electrochemical cell with a defined drilling rate of preferably at least 1000 holes/s, more preferably at least 5000 holes/s, and particularly preferably at least 10,000 holes/s. The through-hole is preferably arranged perpendicular to a main extension plane of the substrate for an electrochemical cell. A "main extension plane" of a structural unit is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid which just completely encloses the structural unit and in particular runs through the center of the cuboid. The processing unit preferably focuses the laser pulse.

Unter einem „Bearbeitungsschritt“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Verfahrensschritt verstanden werden, in welchem eine Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinheit durchgeführt wird. Vorzugsweise wird in dem Bearbeitungsschritt eine thermische Energie in das Substrat für eine elektrochemische Zelle eingebracht. Besonders bevorzugt wird in dem zumindest einen Bearbeitungsschritt eine Ausnehmung in das Substrat für eine elektrochemische Zelle eingebracht. Besonders bevorzugt wird in dem zumindest einen Bearbeitungsschritt eine Durchgangsausnehmung in das Substrat für eine elektrochemische Zelle eingebracht.In this context, a "processing step" is understood to mean, in particular, a method step in which processing is carried out by means of the processing unit. Preferably, in the processing step, thermal energy is introduced into the substrate for an electrochemical cell. Particularly preferably, in the at least one processing step, a recess is introduced into the substrate for an electrochemical cell. Particularly preferably, in the at least one processing step, a through-hole is introduced into the substrate for an electrochemical cell.

Vorzugsweise besteht der Bearbeitungsschritt aus zumindest zwei Teilschritten. Vorzugsweise wird in einem ersten Teilschritt das Material an der Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle aufgeheizt und/oder aufgeschmolzen. Vorzugsweise wird in einem weiteren Teilschritt das aufgeheizte und aufgeschmolzene Material des Substrats für eine elektrochemische Zelle verdampft und/oder ausgetrieben. Vorzugsweise wird in dem ersten Teilschritt eine möglichst große Menge an Schmelze erzeugt, wobei diese Schmelze in einem weiteren Teilschritt verdampft und aus dem Bohrloch getrieben wird. Insbesondere benötigen der erste Teilschritt und der zweite Teilschritt unterschiedliche Prozessparameter, um die jeweilige Aufgabe zu erfüllen. Insbesondere sollen unter den Prozessparametern die Zeitskalen, die Laserleistung, die Laser-Energie und die Laser-Intensität verstanden werden. Vorzugsweise wird in einem ersten Teilschritt eine moderate Laserleistung und eine längere Strahlenzeit benötigt. Vorzugsweise wird in einem weiteren Teilschritt eine hohe Intensität und eine kurze Zeit benötigt, um einen hohen Dampfdruck zu erzeugen, um die Schmelze aus dem Bohrkanal auszutreiben. Vorzugsweise erfolgt der erste Teilschritt und der zweite Teilschritt zumindest teilweise überschneidend in einem Bearbeitungsschritt. Besonders bevorzugt erfolgt ein erster Teilschritt überlagert mit mehreren weiteren Teilschritten.The processing step preferably consists of at least two sub-steps. Preferably, in a first sub-step, the material on the surface of the substrate for an electrochemical cell is heated and/or melted. Preferably, in a further sub-step, the heated and melted material of the substrate for an electrochemical cell is vaporized and/or expelled. Preferably, in the first sub-step, the largest possible amount of melt is generated, with this melt being vaporized and expelled from the borehole in a further sub-step. In particular, the first sub-step and the second sub-step require different process parameters to fulfill their respective tasks. In particular, the process parameters should be understood to mean the time scales, the laser power, the laser energy, and the laser intensity. Preferably, in a first sub-step, a moderate laser power and a longer beam time are required. Preferably, in a further sub-step, a high intensity and a short time are required to generate a high vapor pressure to expel the melt from the borehole channel. Preferably, the first sub-step and the second sub-step overlap at least partially in one processing step. Particularly preferably, a first sub-step is superimposed with several further sub-steps.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bearbeitungsvorrichtung können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Bohrrate bereitgestellt werden. Insbesondere wird durch die Anpassung der Prozessstrategie und der Prozessparameter eine vorteilhafte Steigerung der Bohrrate im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer thermischen Akkumulation bereitgestellt werden. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich eines thermischen Verzuges erreicht werden. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Kosteneffizienz bereitgestellt werden.The inventive design of the machining device makes it possible to provide advantageous properties with regard to the drilling rate. In particular, the adaptation of the process strategy and the process parameters enables an advantageous increase in the drilling rate compared to the prior art. In particular, advantageous properties with regard to thermal accumulation can be provided. This makes it possible to achieve particularly advantageous properties with regard to thermal distortion. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to process quality. In particular, advantageous properties with regard to cost efficiency can be provided.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Bearbeitungsschritt der erste Laserimpuls und der weitere Laserimpuls überlagert eingesetzt werden. Vorzugsweise wird in einem ersten Teilschritt ein erster Laserimpuls genutzt. Vorzugsweise wird in einem weiteren Teilschritt ein weiterer Laserimpuls genutzt. Vorzugsweise erfolgt der erste Laserimpuls und der weitere Laserimpuls zumindest teilweise, besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen vollständig, überschneidend in einem Bearbeitungsschritt. Unter „zumindest im Wesentlichen teilweise“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Überschneidung zwischen einem ersten Laserimpuls und einem weiteren Laserimpuls von vorzugsweise zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 65% und besonders bevorzugt zumindest 80% verstanden werden. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des vorgegebenen Werts abweicht. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich Prozesskontrolle, sowie Prozessqualität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer thermischen Akkumulation, sowie eines thermischen Verzugs bereitgestellt werden.It is further proposed that in at least one processing step, the first laser pulse and the further laser pulse are used in a superimposed manner. Preferably, a first laser pulse is used in a first sub-step. Preferably, a further laser pulse is used in a further sub-step. Preferably, the first laser pulse and the further laser pulse are applied at least partially, particularly preferably at least substantially completely, overlapping in a processing step. In this context, “at least substantially partially” is to be understood as meaning, in particular, an overlap between a first laser pulse and a further laser pulse of preferably at least 50%, preferably at least 65%, and particularly preferably at least 80%. In this context, “at least substantially” is to be understood as meaning, in particular, that a deviation from a predetermined value deviates by less than 15%, preferably less than 10%, and particularly preferably less than 5% of the predetermined value. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to process control and process quality. In particular, advantageous properties with regard to thermal accumulation and thermal distortion can be provided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Bearbeitungsschritt der weitere Laserimpuls aus mehreren Einzelimpulsen gebildet wird. Vorzugsweise setzt sich der weitere Laserimpuls in dem Bearbeitungsschritt aus zumindest zwei Einzelimpulsen zusammen. Vorzugsweise werden in dem Bearbeitungsschritt die Einzelimpulse einzeln erzeugt. Vorzugsweise sind die Einzelimpulse in dem Bearbeitungsschritt beabstandet auf einer Zeitachse ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass sich die Einzelimpulse in dem Bearbeitungsschritt zumindest im Wesentlich teilweise überlagern. Vorzugsweise erfolgt ein erster Laserimpuls überlagert mit mehreren weiteren Einzelimpulsen des weiteren Laserimpuls. Insbesondere ist es denkbar, dass ein zweiter Laserimpuls zumindest im Wesentlichen vollständig und ein weiterer zweiter Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses zumindest im Wesentlichen teilweise überlagert mit dem ersten Laserimpuls ausgebildet ist. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Austreibung, sowie eines Verdampfens der Schmelze des Substrats für eine elektrochemische Zelle bereitgestellt werden. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität bereitgestellt werden.According to a further exemplary embodiment, it is proposed that in at least one processing step, the further laser pulse is formed from a plurality of individual pulses. Preferably, the further laser pulse in the processing step is composed of at least two individual pulses. Preferably, the individual pulses are generated individually in the processing step. Preferably, the individual pulses are spaced apart on a time axis in the processing step. Alternatively, it is conceivable that the individual pulses in the processing step at least substantially partially overlap. Preferably, a first laser pulse is superimposed with a plurality of further individual pulses of the further laser pulse. In particular, it is conceivable that a second laser pulse is at least substantially completely superimposed and a further second individual pulse of the further laser pulse is at least substantially partially superimposed with the first laser pulse. This makes it possible to provide, in particular, advantageous properties with regard to expulsion and evaporation of the melt of the substrate for an electrochemical cell. This makes it possible to provide, in particular, advantageous properties with regard to process quality.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Bearbeitungsschritt die Einzelimpulse des weiteren Laserimpulses in ihren Pulsabständen und/oder Pulsparametern von Puls zu Puls verändert werden. Vorzugsweise sind die einzelnen Einzelimpulse in dem Bearbeitungsschritt in ihren Prozessparametern variabel ausgebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass jeder Einzelimpuls identisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist in dem Bearbeitungsschritt der zeitliche Abstand bzw. der Pulsabstand zwischen zwei Einzelimpulsen variabel einstellbar. Vorzugsweise werden die Pulsparameter der Einzelimpulse in einem Bearbeitungsschritt mittels einer Steuerungs- und Regelungseinheit variabel eingestellt. Unter einer „Steuerungs- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Vorzugsweise ist die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, in einem Bearbeitungsschritt alle Parameter der Bearbeitungsvorrichtung zu regulieren. Unter „Pulsparameter“ soll in diesem Zusammenhang, insbesondere die Pulsintensität, die Pulsdauer, die Pulsleistung und der Pulsabstand verstanden werden. Vorzugsweise sind alle Pulsparameter in dem Bearbeitungsschritt simultan variabel einstellbar. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesssteuerung, sowie eine Produktionseffizienz bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that in at least one processing step, the pulse intervals and/or pulse parameters of the individual pulses of the further laser pulse are varied from pulse to pulse. The individual pulses in the processing step are preferably designed to be variable in their process parameters. In particular, it is conceivable for each individual pulse to be designed identically. Preferably, the time interval or pulse interval between two individual pulses is variably adjustable in the processing step. The pulse parameters of the individual pulses are preferably variably adjusted in a processing step by means of a control and regulation unit. A "control and/or regulation unit" is to be understood in particular as a unit with at least one control electronics unit. "Control electronics" is to be understood in particular as a unit with a processor unit and with a memory unit as well as with an operating program stored in the memory unit. The control and regulation unit is preferably designed to regulate all parameters of the processing device in a processing step. In this context, "pulse parameters" should be understood to mean, in particular, the pulse intensity, the pulse duration, the pulse power, and the pulse spacing. Preferably, all pulse parameters can be variably adjusted simultaneously in the processing step. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to process quality. It can also provide particularly advantageous properties with regard to process control and production efficiency.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Bearbeitungsschritt ein Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses außerhalb des ersten Laserimpulses erzeugt wird. Vorzugsweise wird der Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses erzeugt. Vorzugsweise wird in dem Bearbeitungsschritt zumindest ein Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses zumindest im Wesentlichen vollständig überschneidend mit dem ersten Laserimpuls ausgebildet und zumindest ein weiterer Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses erzeugt. Vorzugsweise ist es denkbar, dass in dem Bearbeitungsschritt zumindest zwei Einzelimpulse des weiteren Laserimpulses außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses erzeugt werden. Ferner ist denkbar, dass in dem Bearbeitungsschritt zumindest ein Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses zumindest im Wesentlichen teilweise überschneidend mit dem ersten Laserimpuls ausgebildet ist und zumindest ein weiterer Einzelimpuls des weiteren Laserimpulses außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses erzeugt wird. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften bei der Ausbildung von Durchgangsausnehmungen mit einer geringen Restschmelze bereitgestellt werden.According to a further exemplary embodiment, it is proposed that in at least one processing step, an individual pulse of the further laser pulse is generated outside the first laser pulse. The individual pulse of the further laser pulse is preferably generated outside the melting phase of the first laser pulse. In the processing step, at least one individual pulse of the further laser pulse is preferably formed to at least substantially completely overlap with the first laser pulse, and at least one further individual pulse of the further laser pulse is generated outside the melting phase of the first laser pulse. It is preferably conceivable that in the processing step, at least two individual pulses of the further laser pulse are generated outside the melting phase of the first laser pulse. Furthermore, it is conceivable that in the processing step, at least one individual pulse of the further laser pulse is formed to at least substantially partially overlap with the first laser pulse, and at least one further individual pulse of the further laser pulse is generated outside the melting phase of the first laser pulse. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to process quality. In particular, advantageous properties can be provided when forming through-holes with a low residual melt.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Steuerungsschritt mittels einer Steuerungs- und Regeleinheit eine Synchronisation zwischen dem Laserimpuls und dem weiteren Laserimpuls hergestellt wird. Vorzugsweise wird in einem Steuerungsschritt die zeitliche Leistungsverteilung des Pulses des ersten Laserimpulses und des weiteren Laserimpulses angepasst. Vorzugsweise werden in einem Steuerungsschritt die Pulsparameter des ersten Laserimpulses und des weiteren Laserimpulses angepasst. Vorzugsweise wird in einem Steuerungsschritt das Intensitätsprofil über der Fokusfläche des ersten Laserimpulses und des weiteren Laserimpulses angepasst. Vorzugsweise erfolgt der Steuerungsschritt zumindest im Wesentlichen parallel zu einem Bearbeitungsschritt. Vorzugsweise ist denkbar, dass in einem Steuerungsschritt eine variable Anpassung in Echtzeit simultan zu einem Bearbeitungsschritt erfolgt. Ferner ist denkbar, dass ein Steuerungsschritt zwischen zwei Bearbeitungsschritten durchgeführt wird, wobei innerhalb des Steuerungsschritts Prozessdaten aus dem ersten Bearbeitungsschritt ausgewertet werden, um den weiteren Bearbeitungsschritt zu optimieren. Vorzugsweise ist die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls und einen weiteren Laserimpuls aufeinander abzustimmen. Vorzugsweise erfolgt in einem Bearbeitungsschritt ein weiterer Laserimpuls, sobald die Steuerungs- und Regelungseinheit in einem Steuerungsschritt eine definierte Menge an, durch den ersten Laserimpuls erzeugte, Schmelze detektiert. Vorzugsweise wird in einem Steuerungsschritt eine Regulierung des ersten Laserimpulses und des weiteren Laserimpulses anhand eines vorab ermittelten Prozessverlaufs gesteuert. Vorzugsweise wird der Prozessverlauf vorab experimentell ermittelt. Alternativ ist denkbar, dass der Prozessverlauf rechnerisch ermittelt wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit ein Sensorelement umfasst, wobei mittels des Sensorelements ein Aufschmelzen mittels des ersten Laserimpulses überwacht wird. Vorzugsweise wird in einem Bearbeitungsschritt ein weiterer Laserimpuls erzeugt, sobald in einem Steuerungsschritt durch das Sensorelement genügend Schmelze detektiert wurde. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität sowie einer Prozessquantität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesszeit erreicht werden.Furthermore, it is proposed that in at least one control step, a synchronization between the laser pulse and the further laser pulse is established by means of a control and regulation unit. Preferably, in a In a control step, the temporal power distribution of the pulse of the first laser pulse and of the further laser pulse is adjusted. Preferably, in a control step, the pulse parameters of the first laser pulse and of the further laser pulse are adjusted. Preferably, in a control step, the intensity profile over the focal area of the first laser pulse and of the further laser pulse is adjusted. Preferably, the control step takes place at least substantially parallel to a processing step. Preferably, it is conceivable that in a control step, a variable adjustment takes place in real time simultaneously with a processing step. Furthermore, it is conceivable that a control step is carried out between two processing steps, wherein process data from the first processing step is evaluated within the control step in order to optimize the further processing step. Preferably, the control and regulation unit is configured to coordinate a first laser pulse and a further laser pulse with one another. Preferably, in a processing step, a further laser pulse takes place as soon as the control and regulation unit detects a defined amount of melt generated by the first laser pulse in a control step. Preferably, in a control step, the regulation of the first laser pulse and the further laser pulse is controlled based on a previously determined process sequence. The process sequence is preferably determined experimentally in advance. Alternatively, it is conceivable for the process sequence to be determined computationally. Alternatively, it is conceivable for the control and regulation unit to comprise a sensor element, wherein melting by means of the first laser pulse is monitored by means of the sensor element. Preferably, a further laser pulse is generated in a processing step as soon as sufficient melt has been detected by the sensor element in a control step. This can provide advantageous properties with regard to process quality and process quantity. In particular, advantageous properties with regard to process time can be achieved.

Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Bearbeitungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit zumindest einer Bearbeitungseinheit, insbesondere Laserbohreinheit, wobei die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, in zumindest einem Bearbeitungsschritt eine Durchgangsausnehmung mittels eines Laserimpulses in das Substrat für eine elektrochemische Zelle einzubringen. Es wird vorgeschlagen, dass die Bearbeitungseinheit zumindest einen weiteren Laserimpuls erzeugt. Vorzugsweise wird der weitere Laserimpuls simultan zu einem ersten Laserimpuls erzeugt. Vorzugsweise werden der erste Laserimpuls und der zweite Laserimpuls zur Ausbildung einer Durchgangsausnehmung mittels der Bearbeitungseinheit erzeugt. Vorzugsweise fokussiert die Bearbeitungseinheit einen ersten Laserimpuls und einen weiteren Laserimpuls auf eine Durchgangsausnehmung. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit beabstandet zu einem Substrat für eine elektrochemische Zelle ausgebildet. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bearbeitung des Substrats für eine elektrochemisch Zelle mittels einer Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden.Furthermore, the invention is based on a processing device for carrying out a method according to the invention, comprising at least one processing unit, in particular a laser drilling unit, wherein the processing unit is configured to create a through-hole in the substrate for an electrochemical cell by means of a laser pulse in at least one processing step. It is proposed that the processing unit generates at least one further laser pulse. Preferably, the further laser pulse is generated simultaneously with a first laser pulse. Preferably, the first laser pulse and the second laser pulse are generated by the processing unit to form a through-hole. Preferably, the processing unit focuses a first laser pulse and a further laser pulse onto a through-hole. Preferably, the processing unit is designed at a distance from a substrate for an electrochemical cell. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to processing the substrate for an electrochemical cell by means of a processing device.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Bearbeitungseinheit ein erstes Strahlenquellenelement und zumindest ein weiteres Strahlenquellenelement aufweist. Vorzugsweise sind das erste Strahlenquellenelement und das weitere Strahlenquellenelement dazu eingerichtet, einen Laserimpuls zu erzeugen. Vorzugsweise ist das erste Strahlenquellenelement dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls zu erzeugen. Vorzugsweise ist das weitere Strahlenquellenelement dazu eingerichtet, mehrere Einzelimpulse des weiteren Laserimpulses zu erzeugen. Vorzugsweise ist das weitere Strahlenquellenelement dazu eingerichtet, einen weiteren Laserimpuls zu erzeugen. Vorzugsweise sind das erste Strahlenquellenelement und das weitere Strahlenquellenelement unterschiedlich ausgebildet. Vorzugsweise sind das erste Strahlenquellenelement und das weitere Strahlenquellenelement fokussiert auf eine Durchgangsausnehmung ausgebildet. Vorzugsweise wird in einem Bearbeitungsschritt simultan ein erster Laserimpuls mittels des ersten Strahlenquellenelements und ein weiterer Laserimpuls mittels des weiteren Strahlenquellenelements erzeugt. Vorzugsweise treffen die aus dem ersten Strahlenquellenelement und dem weiteren Strahlenquellenelement erzeugten Laserimpulse kombiniert auf die Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle, um eine Durchgangsausnehmung zu erzeugen. Unter „kombiniert“ soll in diesem Zusammenhang eine Überlagerung von zumindest zwei Laserimpulsen verstanden werden. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bearbeitung des Substrats für eine elektrochemische Zelle mittels einer Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesssteuerung, sowie einer Produktionseffizienz bereitgestellt werden.It is further proposed that the processing unit comprise a first radiation source element and at least one further radiation source element. Preferably, the first radiation source element and the further radiation source element are configured to generate a laser pulse. Preferably, the first radiation source element is configured to generate a first laser pulse. Preferably, the further radiation source element is configured to generate a plurality of individual pulses of the further laser pulse. Preferably, the further radiation source element is configured to generate a further laser pulse. Preferably, the first radiation source element and the further radiation source element are configured differently. Preferably, the first radiation source element and the further radiation source element are designed to be focused on a through-hole. Preferably, in one processing step, a first laser pulse is generated simultaneously by means of the first radiation source element and a further laser pulse is generated by means of the further radiation source element. Preferably, the laser pulses generated by the first radiation source element and the further radiation source element strike the surface of the substrate for an electrochemical cell in combination to create a through-hole. In this context, “combined” is understood to mean a superposition of at least two laser pulses. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to processing the substrate for an electrochemical cell using a processing device. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to process control and production efficiency.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das erste Strahlenquellenelement als cw-Laser ausgebildet ist, mittels welchem ein erster Laserimpuls erzeugt wird. Vorzugsweise ist der cw-Laser in einer Bearbeitungseinheit angeordnet. Vorzugsweise ist der cw-Laser dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls mit einem homogenen Strahlenprofil zu emittieren. Vorzugsweise ist der cw-Laser mittels eines Pumps-Lasers ausgebildet. Vorzugsweise wird der durch den cw-Laser erzeugte Laserimpuls bei einem Sprung von einer ersten Durchgangsausnehmung zu einer weiteren Durchgangsausnehmung weiter betrieben, da die Sprungzeiten so kurz sind, dass der cw-Laser ständig Laserleistung abgeben kann, ohne die Oberfläche in dieser Zeit zu beschädigen. Unter einem „cw-Laser“ bzw. Continuous Wave (Dauerstrichlaser) Laser soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Laser verstanden werden, welcher eine ungedämpfte, also zeitlich konstante abgestrahlte Welle aufweist. Alternativ ist das erste Strahlenquellenelement durch einen Laser mit langen Laserpulsen im Bereich einiger 100ns bis zu mehreren 100µs denkbar. Vorzugsweise ist die Laserleistung je Durchgangsleistung begrenzt ausgebildet. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Ausbildung des ersten Strahlenquellenelements bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesssteuerung, sowie einer Produktionseffizienz bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the first radiation source element is designed as a cw laser, by means of which a first laser pulse is generated. The cw laser is preferably arranged in a processing unit. The cw laser is preferably configured to emit a first laser pulse with a homogeneous beam profile. The cw laser is preferably Pump laser. Preferably, the laser pulse generated by the cw laser continues to operate during a jump from a first through-hole to a further through-hole, since the jump times are so short that the cw laser can continuously emit laser power without damaging the surface during this time. In this context, a "cw laser" or continuous wave laser is to be understood in particular as a laser which has an undamped, i.e. temporally constant, emitted wave. Alternatively, the first radiation source element can be designed as a laser with long laser pulses in the range of a few 100 ns up to several 100 µs. Preferably, the laser power per through-hole power is limited. This makes it possible to provide, in particular, an advantageous design of the first radiation source element. In particular, advantageous properties with regard to process control and production efficiency can be provided.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das weitere Strahlenquellenelement als gepulster Laser ausgebildet ist, mittels welchem ein weiterer Laserimpuls erzeugt wird. Vorzugsweise wird in einem Bearbeitungsschritt mittels des weiteren Strahlenquellenelements ein Laserstrahl mit mehreren Laserimpulsen erzeugt. Vorzugsweise ist ein gepulster Laser dazu eingerichtet, einen Laserimpuls mit einem zeitlich definierten Puls zu emittieren. Insbesondere wird die Bearbeitung mittels eines gepulsten Lasers je nach Pulslänge in Kurz- oder Ultrakurzpulslaser unterteilt. Vorzugsweise emittiert ein gepulster Laser physikalisch bedingt einen gepulsten Lasterstrahl. Insbesondere ist es denkbar, dass der gepulste Laser als Rubinlaser ausgebildet ist. Vorzugsweise wird die Pulsdauer, die Pulsenergie und die Pulsintensität des gepulsten Lasers über die Stromzufuhr kontrolliert. Vorzugsweise wird in einem gepulsten Laser die in der Besetzungsinversion gespeicherte Energie von einem Puls schneller abgeräumt, als die Pumpquelle neue Energie in das obere Laserniveau pumpen kann. Unter „abgeräumt“ soll in diesem Zusammenhang das Entladen bzw. Emittieren des Laserimpulses verstanden werden. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Ausbildung des weiteren Strahlenquellenelements bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesssteuerung, sowie einer Produktionseffizienz bereitgestellt werden.It is further proposed that the further radiation source element be designed as a pulsed laser, by means of which a further laser pulse is generated. Preferably, in one processing step, a laser beam with multiple laser pulses is generated by means of the further radiation source element. Preferably, a pulsed laser is configured to emit a laser pulse with a temporally defined pulse. In particular, processing using a pulsed laser is divided into short-pulse or ultrashort-pulse lasers depending on the pulse length. Preferably, a pulsed laser emits a pulsed laser beam for physical reasons. In particular, it is conceivable that the pulsed laser be designed as a ruby laser. Preferably, the pulse duration, the pulse energy, and the pulse intensity of the pulsed laser are controlled via the power supply. Preferably, in a pulsed laser, the energy stored in the population inversion is cleared by a pulse faster than the pump source can pump new energy into the upper laser level. In this context, "cleared" is understood to mean the discharging or emission of the laser pulse. This makes it possible, in particular, to provide an advantageous design of the additional radiation source element. Advantageous properties with regard to process control and production efficiency can be achieved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das erste Strahlenquellenelement und das weitere Strahlenquellenelement einen unterschiedlichen Fokusdurchmesser aufweisen. Vorzugsweise ist der Fokusdurchmesser auf der Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle unterschiedlich ausgebildet. Vorzugsweise ist der Fokusdurchmesser des ersten Strahlenquellenelements größer als der Fokusdurchmesser des weiteren Strahlenquellenelements ausgebildet. Vorzugsweise ist der Fokusdurchmesser des ersten Strahlenquellenelements größer als der Fokusdurchmesser des weiteren Strahlenquellenelements auf der Oberfläche des Substrats für eine elektrochemische Zelle ausgebildet. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Verdampfungsrate der Schmelze bereitgestellt werden.It is further proposed that the first radiation source element and the further radiation source element have different focus diameters. The focus diameter is preferably configured differently on the surface of the substrate for an electrochemical cell. The focus diameter of the first radiation source element is preferably configured larger than the focus diameter of the further radiation source element. The focus diameter of the first radiation source element is preferably configured larger than the focus diameter of the further radiation source element on the surface of the substrate for an electrochemical cell. This makes it possible to provide particularly advantageous properties with regard to an evaporation rate of the melt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Bearbeitungseinheit ein Strahlenquellenelement aufweist, wobei das Strahlenquellenelement einen Laserimpuls und einen weiteren Laserimpuls erzeugt. Vorzugsweise wird mittels des Strahlenquellenelements ein Laserimpuls geteilt in einen ersten Laserimpuls und einen weiteren Laserimpuls erzeugt. Vorzugsweise ist das Strahlenquellenelement als Pump-Laser ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Strahlenquellenelement als cw-Laser ausgebildet. Vorzugsweise wird der erste Laserimpuls aus Teilen des cw Pump-Laserlichts entnommen. Vorzugsweise wird der weitere Laserimpuls aus dem cw Pump-Hub als gepulster Laserimpuls entnommen. Insbesondere ist es denkbar, dass die cw oder gepulste Strahlung beispielsweise aus dem Pump-Laser (cw wenn dieser kontinuierlich gepumpt wird) für den gepulsten Laser genommen wird. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesseffizient sowie einer Kostenersparnis bereitgestellt werden.According to a further exemplary embodiment, it is proposed that the processing unit comprise a radiation source element, wherein the radiation source element generates a laser pulse and a further laser pulse. Preferably, a laser pulse is generated by means of the radiation source element, divided into a first laser pulse and a further laser pulse. Preferably, the radiation source element is designed as a pump laser. Particularly preferably, the radiation source element is designed as a cw laser. Preferably, the first laser pulse is taken from parts of the cw pump laser light. Preferably, the further laser pulse is taken from the cw pump stroke as a pulsed laser pulse. In particular, it is conceivable that the cw or pulsed radiation, for example, is taken from the pump laser (cw if it is continuously pumped) for the pulsed laser. This can provide particularly advantageous properties with regard to process efficiency and cost savings.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Bearbeitungsvorrichtung eine Steuerungs- und Regeleinheit aufweist, welche zu einer Synchronisation zwischen dem Laserimpuls und dem weiteren Laserimpuls eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, in einem Steuerungsschritt die Prozessparameter der Bearbeitungsvorrichtung zu regulieren und/oder steuern. Vorzugsweise ist die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls und einen weiteren Laserimpuls aufeinander abzustimmen. Ferner ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet ist, eine Position der Durchgangsausnehmung zu bestimmen und die Bearbeitungseinheit auf die Position zu fokussieren. Vorzugsweise ist die Steuerungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, Pulsparameter der durch das erste Strahlenquellenelement und das weitere Strahlenquellenelement erzeugten Laserimpulse anzupassen. Vorzugsweise erfolgt in einem Bearbeitungsschritt ein weiterer Laserimpuls, sobald die Steuerungs- und Regelungseinheit in einem Steuerungsschritt eine definierte Menge an, durch den ersten Laserimpuls erzeugte, Schmelze detektiert. Vorzugsweise wird in einem Steuerungsschritt eine Regulierung des ersten Laserimpulses und des weiteren Laserimpulses anhand eines vorab ermittelten Prozessverlaufs gesteuert. Vorzugsweise wird der Prozessverlauf vorab experimentell ermittelt. Alternativ ist denkbar, dass der Prozessverlauf rechnerisch ermittelt wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit ein Sensorelement umfasst, wobei mittels des Sensorelements ein Aufschmelzen mittels des ersten Laserimpulses überwacht wird. Vorzugsweise wird in einem Bearbeitungsschritt ein weiterer Laserimpuls erzeugt, sobald in einem Steuerungsschritt durch das Sensorelement genügend Schmelze detektiert wurde. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozessqualität bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Prozesssteuerung, sowie einer Produktionseffizienz bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the processing device have a control and regulation unit which is configured for synchronization between the laser pulse and the further laser pulse. Preferably, the control and regulation unit is configured to regulate and/or control the process parameters of the processing device in a control step. Preferably, the control and regulation unit is configured to coordinate a first laser pulse and a further laser pulse with one another. Furthermore, it is conceivable that the control and regulation unit is configured to determine a position of the through-hole and to focus the processing unit on the position. Preferably, the control and regulation unit is configured to adapt pulse parameters of the laser pulses generated by the first radiation source element and the further radiation source element. Preferably, a further laser pulse is generated in a processing step as soon as the control and regulation unit detects a defined amount of melt generated by the first laser pulse in a control step. Preferably, In a control step, the first laser pulse and the further laser pulse are regulated on the basis of a previously determined process sequence. The process sequence is preferably determined experimentally in advance. Alternatively, it is conceivable that the process sequence is determined mathematically. Alternatively, it is conceivable that the control and regulation unit comprises a sensor element, wherein melting by means of the first laser pulse is monitored by means of the sensor element. Preferably, a further laser pulse is generated in a processing step as soon as sufficient melt has been detected by the sensor element in a control step. In this way, particularly advantageous properties with regard to process quality can be provided. In particular advantageous properties with regard to process control and production efficiency can be provided.

Ferner wird eine Feststoff-Brennstoffzelle mit einem Substrat für eine elektrochemische Zelle, hergestellt mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, vorgeschlagen. Vorzugsweise weist die Feststoff-Brennstoffzelle eine Anode und eine Kathode auf. Insbesondere ist ein Elektrolyt zwischen der Anode und der Kathode angeordnet. Vorzugsweise ist das Substrat für eine Elektrochemische Zelle dazu eingerichtet, eine Basis für das Elektrolyt bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Feststoff-Brennstoffzelle dazu eingerichtet, eine chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffs und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie umzuwandeln. Beispielsweise wird Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet. Alternativ sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Brennstoffe, beispielsweise Methanol, Butan und/oder Erdgas, denkbar. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt in der Feststoff-Brennstoffzelle eine elektrische Energie zwischen der Anode und der Kathode erzeugt. Vorzugsweise spaltet die Anode die Elektronen des Brennstoffs ab. Vorzugsweise werden die Elektronen über ein Verbindungselement in die Kathode geleitet. Insbesondere wird durch diese Bewegung der Elektronen von Anode zu Kathode die elektrische Energie erzeugt. Vorzugsweise werden die Elektronen in der Kathode an das Oxidationsmittel übertragen und spalten das Oxidationsmittel auf. Das negativ geladene Oxidationsmittel wird insbesondere durch das Substrat für eine elektrochemische Zelle von den positiv geladenen Protonen des Brennstoffs angezogen. Vorzugsweise entstehen als Endprodukt der chemischen Reaktion insbesondere Wasser und Abluft. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Feststoff-Brennstoffzelle bereitgestellt werden. Es können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer mechanischen Stabilität des Elektrolyts bereitgestellt werden.Furthermore, a solid fuel cell with a substrate for an electrochemical cell, produced by means of a method and/or a device according to the invention, is proposed. The solid fuel cell preferably has an anode and a cathode. In particular, an electrolyte is arranged between the anode and the cathode. Preferably, the substrate for an electrochemical cell is designed to provide a base for the electrolyte. Preferably, the solid fuel cell is designed to convert chemical reaction energy of a continuously supplied fuel and an oxidizing agent into electrical energy. For example, hydrogen is used as the fuel and oxygen as the oxidizing agent. Alternatively, other fuels that appear appropriate to a person skilled in the art, such as methanol, butane, and/or natural gas, are also conceivable. Preferably, in one process step in the solid fuel cell, electrical energy is generated between the anode and the cathode. Preferably, the anode splits off the electrons from the fuel. Preferably, the electrons are conducted to the cathode via a connecting element. In particular, electrical energy is generated by this movement of electrons from anode to cathode. Preferably, the electrons are transferred to the oxidant in the cathode and split the oxidant. The negatively charged oxidant is attracted to the positively charged protons of the fuel, particularly through the substrate for an electrochemical cell. Preferably, the end products of the chemical reaction are water and exhaust air. This makes it possible to provide, in particular, an advantageous solid-state fuel cell. Advantageous properties with regard to mechanical stability of the electrolyte can be achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The method according to the invention for operating a processing device is not intended to be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method according to the invention for operating a processing device for fulfilling a functionality described herein may have a number of individual elements, components, units, and method steps that differs from the number stated herein. Furthermore, in the value ranges specified in this disclosure, values within the stated limits are also to be considered disclosed and can be used arbitrarily.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the drawings. The drawings illustrate four exemplary embodiments of the invention. The drawings, the description, and the claims contain numerous features in combination. Those skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen:

1 eine Feststoff-Brennstoffzelle mit einem Substrat für eine elektrochemische Zelle, hergestellt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in einer schematischen Darstellung,
2 eine Bearbeitungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
3 ein schematisches Leistungsdiagramm eines Bearbeitungsschrittes,
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Betrieb einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung,
5 eine alternatives Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
6 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines schematisches Leistungsdiagramms eines Bearbeitungsschrittes und
7 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines schematisches Leistungsdiagramms eines Bearbeitungsschrittes.

They show:

1 a solid fuel cell with a substrate for an electrochemical cell, produced by a method according to the invention and/or a device according to the invention, in a schematic representation,
2 a processing device in a schematic representation,
3 a schematic performance diagram of a processing step,
4 a schematic flow diagram of a method for operating a processing device according to the invention,
5 an alternative embodiment of a processing device in a schematic representation,
6 an alternative embodiment of a schematic performance diagram of a processing step and
7 an alternative embodiment of a schematic performance diagram of a processing step.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine Feststoff-Brennstoffzelle 26a mit einem Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a, hergestellt mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10a. Die Feststoff-Brennstoffzelle 26a weist eine Anode 28a und eine Kathode 30a auf. Ein Elektrolyt 70a ist zwischen der Anode 28a und der Kathode 30a angeordnet. Das Substrat für eine Elektrochemische Zelle 16a ist dazu eingerichtet, eine Basis für das Elektrolyt 70a bereitzustellen. Die Feststoff-Brennstoffzelle 26a ist dazu eingerichtet, eine chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffs 32a und eines Oxidationsmittels 34a in elektrische Energie umzuwandeln. Es wird Wasserstoff als Brennstoff 32a und Sauerstoff als Oxidationsmittel 34a verwendet. Alternativ sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Brennstoffe 32a, beispielsweise Methanol, Butan und/oder Erdgas, denkbar. In einem Verfahrensschritt der Feststoff-Brennstoffzelle 26a wird eine elektrische Energie zwischen der Anode 28a und der Kathode 30a erzeugt. Die Anode 28a spaltet ein Elektron 36a des Brennstoffs 32a ab. Die Elektronen 36a werden über ein Verbindungselement 38a in die Kathode 30a geleitet. Diese Bewegung der Elektronen 36a von Anode 28a zu Kathode 30a erzeugt die elektrische Energie. Die Elektronen 36a in der Kathode 30a werden an das Oxidationsmittel 34a übertragen und spalten das Oxidationsmittel 34a auf. Das negativ geladene Oxidationsmittel 34a wird durch das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a von einem positiv geladenen Protonen 40a des Brennstoffs 32a angezogen. Als Endprodukt der chemischen Reaktion entsteht insbesondere beispielsweise Wasser 42a und Abluft 44a. 1 shows a solid fuel cell 26a with a substrate for an electrochemical cell 16a, produced by means of a method according to the invention and/or a processing device 10a according to the invention. The solid fuel cell 26a has an anode 28a and a Cathode 30a. An electrolyte 70a is arranged between the anode 28a and the cathode 30a. The substrate for an electrochemical cell 16a is configured to provide a base for the electrolyte 70a. The solid fuel cell 26a is configured to convert chemical reaction energy of a continuously supplied fuel 32a and an oxidant 34a into electrical energy. Hydrogen is used as the fuel 32a and oxygen as the oxidant 34a. Alternatively, other fuels 32a that appear appropriate to a person skilled in the art, such as methanol, butane, and/or natural gas, are also conceivable. In one process step of the solid fuel cell 26a, electrical energy is generated between the anode 28a and the cathode 30a. The anode 28a splits off an electron 36a from the fuel 32a. The electrons 36a are guided to the cathode 30a via a connecting element 38a. This movement of the electrons 36a from the anode 28a to the cathode 30a generates the electrical energy. The electrons 36a in the cathode 30a are transferred to the oxidant 34a and split the oxidant 34a. The negatively charged oxidant 34a is attracted to a positively charged proton 40a of the fuel 32a through the substrate for an electrochemical cell 16a. The end products of the chemical reaction include, for example, water 42a and exhaust air 44a.

2 zeigt eine Bearbeitungsvorrichtung 10a in einer schematischen Darstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit zumindest einer Bearbeitungseinheit 12a, insbesondere Laserbohreinheit, wobei die Bearbeitungseinheit 12a dazu eingerichtet ist, in zumindest einem Bearbeitungsschritt 20a eine einzelne Durchgangsausnehmung 14a mittels eines Laserimpulses 22a in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a einzubringen. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, zumindest einen weiteren Laserimpuls 24a zu erzeugen. Die Bearbeitungsvorrichtung 10a ist dazu eingerichtet, ein Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a zu bearbeiten. Die Bearbeitungsvorrichtung 10a ist mehrteilig ausgebildet. Mit der Bearbeitungsvorrichtung 10a wird ein nicht-spanendes Bearbeitungsverfahren durchgeführt. Ferner weist die Bearbeitungsvorrichtung 10a eine Halterung für das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a auf. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird eine direkte Bearbeitung des Substrats 16a durchgeführt. Alternativ ist auch eine indirekte Bearbeitung des Substrats 16a durch die Bearbeitungsvorrichtung 10a denkbar. Die Bearbeitungsvorrichtung 10a ist dazu eingerichtet, alle notwendigen Schritte, beispielsweise einen Steuerungsschritt 48a und/oder einen Bearbeitungsschritt 20a, durchzuführen. Das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a wird für eine elektrochemische Zelle in der Festoxid-Brennstoffzelle 26a eingesetzt. Alternativ ist das Substrat 16a für den Einsatz in einer Elektrolytzelle vorgesehen.. Das Substrat 16a bildet für eine elektrochemische Zelle die Basis für einen Elektrolyt 70a einer Feststoff-Brennstoffzelle 26a aus. Ferner ist ein Substrat 16a aus einer vorab gesinterten Keramik denkbar. 2 shows a processing device 10a in a schematic representation for carrying out a method according to the invention, with at least one processing unit 12a, in particular a laser drilling unit, wherein the processing unit 12a is configured to introduce a single through-hole 14a into the substrate for an electrochemical cell 16a by means of a laser pulse 22a in at least one processing step 20a. The processing unit 12a is configured to generate at least one further laser pulse 24a. The processing device 10a is configured to process a substrate for an electrochemical cell 16a. The processing device 10a is designed in several parts. A non-cutting processing method is carried out with the processing device 10a. Furthermore, the processing device 10a has a holder for the substrate for an electrochemical cell 16a. In a processing step 20a, direct processing of the substrate 16a is carried out. Alternatively, indirect processing of the substrate 16a by the processing device 10a is also conceivable. The processing device 10a is configured to perform all necessary steps, for example, a control step 48a and/or a processing step 20a. The substrate for an electrochemical cell 16a is used for an electrochemical cell in the solid oxide fuel cell 26a. Alternatively, the substrate 16a is intended for use in an electrolytic cell. For an electrochemical cell, the substrate 16a forms the basis for an electrolyte 70a of a solid-state fuel cell 26a. Furthermore, a substrate 16a made of a pre-sintered ceramic is conceivable.

Die Bearbeitungsvorrichtung 10a weist eine Bearbeitungseinheit 12a auf, welche während einer Bearbeitung eine thermische Energie in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a überführt. Die Bearbeitungseinheit 12a weist ein nicht-spanendes Werkzeug auf. Die Bearbeitungseinheit 12a ist mehrteilig ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, einen Laserimpuls 22a zu erzeugen. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, einen einzelnen Laserimpuls 22a und/oder mehrere aufeinanderfolgende Laserimpulse 22a zu erzeugen. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, mehrere Laserimpulse 22a, 24a zumindest im Wesentlichen simultan und/oder zeitlich überlagert zu erzeugen. Der weitere Laserimpuls 24a wird simultan zu einem ersten Laserimpuls 22a erzeugt. Der erste Laserimpuls 22a und der zweite Laserimpuls 24a werden zur Ausbildung einer Durchgangsausnehmung 14a mittels der Bearbeitungseinheit 12a erzeugt. Die Bearbeitungseinheit 12a fokussiert einen ersten Laserimpuls 22a und einen weiteren Laserimpuls 24a auf eine Durchgangsausnehmung 14a. Die Bearbeitungseinheit 12a ist beabstandet zu einem Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit 12a ist als Laserbohrer ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, eine Bearbeitung zumindest einer Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a durchzuführen. Die Bearbeitungseinheit 12a ist dazu eingerichtet, eine Durchgangsausnehmung 14a in einem Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a zu erzeugen. Durch den mittels der Bearbeitungseinheit 12a erzeugten Laserpuls 20a wird lokal Energie in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a eingebracht. Durch die Bearbeitungseinheit 12a wird in der Oberfläche 54 des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a eine Durchgangsausnehmung 14a ausgebildet. Die Durchgangsausnehmung 14a ist senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a angeordnet. Durch die Bearbeitungseinheit 12a wird eine Fokussierung des Laserpulses 20a durchgeführt. Durch die Bearbeitung der Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a wird eine Durchgangsausnehmung 14a in dem Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a ausgebildet. Die Durchgangsausnehmung 14a sind mit einem Durchmesser von maximal 15µm ausgebildet. Die Durchgangsausnehmungen 16a sind in einem definierten Raster ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit 12a erzeugt einen ersten Laserimpuls 22a und einen weiteren Laserimpuls 24a.The processing device 10a has a processing unit 12a, which transfers thermal energy into the substrate for an electrochemical cell 16a during processing. The processing unit 12a has a non-cutting tool. The processing unit 12a is designed in several parts. The processing unit 12a is configured to generate a laser pulse 22a. The processing unit 12a is configured to generate a single laser pulse 22a and/or multiple consecutive laser pulses 22a. The processing unit 12a is configured to generate multiple laser pulses 22a, 24a at least substantially simultaneously and/or superimposed in time. The further laser pulse 24a is generated simultaneously with a first laser pulse 22a. The first laser pulse 22a and the second laser pulse 24a are generated by the processing unit 12a to form a through-hole 14a. The processing unit 12a focuses a first laser pulse 22a and a further laser pulse 24a onto a through-hole 14a. The processing unit 12a is designed at a distance from a substrate for an electrochemical cell 16a. The processing unit 12a is designed as a laser drill. The processing unit 12a is configured to process at least one surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a. The processing unit 12a is configured to create a through-hole 14a in a substrate for an electrochemical cell 16a. The laser pulse 20a generated by the processing unit 12a locally introduces energy into the substrate for an electrochemical cell 16a. The processing unit 12a creates a through-hole 14a in the surface 54 of the substrate for an electrochemical cell 16a. The through-hole 14a is arranged perpendicular to a main extension plane of the substrate for an electrochemical cell 16a. The processing unit 12a focuses the laser pulse 20a. By processing the surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a, a through-hole 14a is formed in the substrate for an electrochemical cell 16a. The through-hole 14a has a maximum diameter of 15 µm. The through-holes 16a are formed in a defined grid. The processing unit 12a generates a first laser pulse 22a and a further laser pulse 24a.

Die Bearbeitungseinheit 12a weist ein erstes Strahlenquellenelement 56a und zumindest ein weiteres Strahlenquellenelement 58a auf. Das erste Strahlenquellenelement 56a und das weitere Strahlenquellenelement 58a sind dazu eingerichtet, einen Laserimpuls 22a, 24a zu erzeugen. Das erste Strahlenquellenelement 56a ist dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls 22a zu erzeugen. Das weitere Strahlenquellenelement 58a ist dazu eingerichtet, einen weiteren Laserimpuls 24a zu erzeugen. Das weitere Strahlenquellenelement 58a ist dazu eingerichtet, mehrere Einzelimpulse 46a des weiteren Laserimpulses 24a zu erzeugen. Das erste Strahlenquellenelement 56a und das weitere Strahlenquellenelement 58a sind unterschiedlich ausgebildet. Das erste Strahlenquellenelement 56a und das weitere Strahlenquellenelement 58a sind fokussiert auf eine Durchgangsausnehmung 14a ausgebildet. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird simultan ein erster Laserimpuls 22a mittels des ersten Strahlenquellenelements 56a und ein weiterer Laserimpuls 24a mittels des weiteren Strahlenquellenelements 58a erzeugt. Die aus dem ersten Strahlenquellenelement 56a und dem weiteren Strahlenquellenelement 58a erzeugten Laserimpulse 22a, 24a treffen kombiniert auf eine Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a, um eine Durchgangsausnehmung 14a zu erzeugen.The processing unit 12a has a first radiation source element 56a and at least one further radiation source element 58a. The first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a are configured to generate a laser pulse 22a, 24a. The first radiation source element 56a is configured to generate a first laser pulse 22a. The further radiation source element 58a is configured to generate a further laser pulse 24a. The further radiation source element 58a is configured to generate a plurality of individual pulses 46a of the further laser pulse 24a. The first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a are designed differently. The first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a are designed to be focused on a through-hole 14a. In a processing step 20a, a first laser pulse 22a is simultaneously generated by the first radiation source element 56a, and a further laser pulse 24a is simultaneously generated by the further radiation source element 58a. The laser pulses 22a, 24a generated by the first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a combine to impinge on a surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a to create a through-hole 14a.

Das erste Strahlenquellenelement 56a ist als cw-Laser ausgebildet, mittels welchem ein erster Laserimpuls 22a erzeugt wird. Der cw-Laser ist dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls 22a mit einem homogenen Strahlenprofil zu emittieren. Der cw-Laser ist mittels eines Pumps-Lasers ausgebildet. Der durch den cw-Laser erzeugte Laserimpuls 22a wird bei einem Sprung von einer ersten Durchgangsausnehmung 14a zu einer weiteren Durchgangsausnehmung 52a weiter betrieben, da die Sprungzeiten so kurz sind, dass der cw-Laser ständig Laserleistung abgeben kann, ohne die Oberfläche 54a in dieser Zeit zu beschädigen. Alternativ ist das erste Strahlenquellenelement 56a durch einen Laser mit einem langen Laserimpuls im Bereich einiger 100ns bis zu mehreren 100µs denkbar. Die Laserleistung wird je Durchgangsleistung begrenzt ausgebildet. Das weitere Strahlenquellenelement 58a ist als gepulster Laser ausgebildet, mittels welchem ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt wird. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird mittels des weiteren Strahlenquellenelements 56a ein Laserstrahl 60a mit mehreren Laserimpulsen 24a erzeugt. Ein gepulster Laser ist dazu eingerichtet, einen Laserimpuls 24a mit einem zeitlich definierten Puls zu emittieren. Die Bearbeitung wird mittels eines gepulsten Lasers je nach Pulslänge in Kurz- oder Ultrakurzpulslaser unterteilt. Ein gepulster Laser emittiert physikalisch bedingt einen gepulsten Lasterstrahl 60a. Insbesondere ist es denkbar, dass der gepulste Laser als Rubinlaser ausgebildet ist. Die Pulsdauer, die Pulsenergie und die Pulsintensität des gepulsten Lasers wird über die Stromzufuhr kontrolliert. In einem gepulsten Laser wird die in der Besetzungsinversion gespeicherte Energie von einem Puls schneller abgeräumt, als die Pumpquelle neue Energie in das obere Laserniveau pumpen kann.The first radiation source element 56a is designed as a cw laser, by means of which a first laser pulse 22a is generated. The cw laser is configured to emit a first laser pulse 22a with a homogeneous beam profile. The cw laser is designed as a pump laser. The laser pulse 22a generated by the cw laser continues to operate during a jump from a first through-hole 14a to a further through-hole 52a, since the jump times are so short that the cw laser can continuously emit laser power without damaging the surface 54a during this time. Alternatively, the first radiation source element 56a can be configured as a laser with a long laser pulse in the range of a few 100 ns to several 100 µs. The laser power is limited per through-hole power. The further radiation source element 58a is designed as a pulsed laser, by means of which a further laser pulse 24a is generated. In a processing step 20a, a laser beam 60a with multiple laser pulses 24a is generated by the additional beam source element 56a. A pulsed laser is configured to emit a laser pulse 24a with a temporally defined pulse. Processing using a pulsed laser is divided into short-pulse or ultrashort-pulse lasers depending on the pulse length. Due to physical constraints, a pulsed laser emits a pulsed laser beam 60a. In particular, it is conceivable that the pulsed laser is designed as a ruby laser. The pulse duration, pulse energy, and pulse intensity of the pulsed laser are controlled via the power supply. In a pulsed laser, the energy stored in the population inversion is removed by a pulse faster than the pump source can pump new energy into the upper laser level.

Das erste Strahlenquellenelement 56a und das weitere Strahlenquellenelement 58a weisen einen unterschiedlichen Fokusdurchmesser auf. Der Fokusdurchmesser ist auf der Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a unterschiedlich ausgebildet. Der Fokusdurchmesser des ersten Strahlenquellenelements 56a ist größer, als der Fokusdurchmesser des weiteren Strahlenquellenelements 58a ausgebildet. Der Fokusdurchmesser des ersten Strahlenquellenelement 56a ist größer, als der Fokusdurchmesser des weiteren Strahlenquellenelements 58a auf der Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a ausgebildet.The first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a have different focal diameters. The focal diameters are formed differently on the surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a. The focal diameter of the first radiation source element 56a is larger than the focal diameter of the further radiation source element 58a. The focal diameter of the first radiation source element 56a is larger than the focal diameter of the further radiation source element 58a on the surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a.

Die Bearbeitungsvorrichtung weist eine Steuerungs- und Regeleinheit 50a auf, welche zu einer Synchronisation zwischen dem ersten Laserimpuls 22a und dem weiteren Laserimpuls 24a eingerichtet ist. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ist dazu eingerichtet, in einem Steuerungsschritt 48a die Prozessparameter der Bearbeitungsvorrichtung 10a zu regulieren und/oder steuern. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ist dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls 22a und einen weiteren Laserimpuls 24a aufeinander abzustimmen. Ferner ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a dazu eingerichtet ist, eine Position der Durchgangsausnehmung 14a zu bestimmen und die Bearbeitungseinheit 12a auf die Position zu fokussieren. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ist dazu eingerichtet, Pulsparameter der durch das erste Strahlenquellenelement 56a und das weitere Strahlenquellenelement 58a erzeugten Laserimpulse 22a, 24a anzupassen. In einem Bearbeitungsschritt 20a erfolgt ein weiterer Laserimpuls 24a, sobald die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a in einem Steuerungsschritt 48a eine definierte Menge an, durch den ersten Laserimpuls 22a erzeugte, Schmelze detektiert. In einem Steuerungsschritt 48a wird eine Regulierung des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a anhand eines vorab ermittelten Prozessverlaufs gesteuert. Der Prozessverlauf wird vorab experimentell ermittelt. Alternativ ist denkbar, dass der Prozessverlauf rechnerisch ermittelt wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ein Sensorelement umfasst, wobei mittels des Sensorelements ein Aufschmelzen mittels des ersten Laserimpulses 22a überwacht wird. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt, sobald in einem Steuerungsschritt 48a durch das Sensorelement genügend Schmelze detektiert wurde.The processing device has a control and regulation unit 50a, which is configured to synchronize the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a. The control and regulation unit 50a is configured to regulate and/or control the process parameters of the processing device 10a in a control step 48a. The control and regulation unit 50a is configured to coordinate a first laser pulse 22a and a further laser pulse 24a with one another. Furthermore, it is conceivable that the control and regulation unit 50a is configured to determine a position of the through-hole 14a and to focus the processing unit 12a on the position. The control and regulation unit 50a is configured to adapt pulse parameters of the laser pulses 22a, 24a generated by the first radiation source element 56a and the further radiation source element 58a. In a processing step 20a, a further laser pulse 24a is generated as soon as the control and regulation unit 50a detects a defined amount of melt generated by the first laser pulse 22a in a control step 48a. In a control step 48a, the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a are regulated based on a previously determined process sequence. The process sequence is determined experimentally in advance. Alternatively, it is conceivable that the process sequence is determined mathematically. Alternatively, it is conceivable that the control and regulation unit 50a comprises a sensor element, wherein the sensor element monitors melting by means of the first laser pulse 22a. In a In processing step 20a, a further laser pulse 24a is generated as soon as sufficient melt has been detected by the sensor element in a control step 48a.

3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Betrieb einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10a. Die Bearbeitungsvorrichtung 10a weist zumindest eine Bearbeitungseinheit 12a, insbesondere Laserbohreinheit, auf, wobei in zumindest einem Bearbeitungsschritt 20a mittels der Bearbeitungseinheit 12a zumindest eine Durchgangsausnehmung 14a mittels eines Laserimpulses 22a in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a eingebracht wird. In dem zumindest einen Bearbeitungsschritt 20a wird mittels der Bearbeitungseinheit 12a zur Erzeugung einer einzelnen Durchgangsausnehmung 14a zumindest ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt, wobei der zumindest eine weitere Laserimpuls 24a, zu einer Bearbeitung mittels der Bearbeitungseinheit 12a, zumindest im Wesentlichen teilweise zeitlich überschneidend mit dem ersten Laserimpuls 22a eingesetzt wird. In dem Bearbeitungsschritt 20a wird eine thermische Energie in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a eingebracht. In dem zumindest einen Bearbeitungsschritt 20a wird eine Ausnehmung in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a eingebracht. In dem zumindest einen Bearbeitungsschritt 20a wird eine Durchgangsausnehmung 14a in das Substrat für eine elektrochemische Zelle 16a eingebracht. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird ein erster Laserimpuls 22a und ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt (siehe 4). 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a. Auf der Abszisse 66a ist die Zeit aufgetragen. Auf der Ordinate 68 ist die Pulsintensität und/oder die Pulsenergie aufgetragen. In 4 ist die zeitliche Überschneidung des erste Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a dargestellt. Der Bearbeitungsschritt 20a besteht aus zumindest zwei Teilschritten 62a, 64a. In einem ersten Teilschritt 62a wird das Material an der Oberfläche 54a des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a aufgeheizt und/oder aufgeschmolzen. In einem weiteren Teilschritt 64a wird das aufgeheizte und aufgeschmolzene Material des Substrats für eine elektrochemische Zelle 16a verdampft und/oder ausgetrieben. In dem ersten Teilschritt 62a wird eine möglichst große Menge an Schmelze erzeugt, wobei diese Schmelze in einem weiteren Teilschritt 64a verdampft und aus dem Bohrloch getrieben wird. Der erste Teilschritt 62a und der zweite Teilschritt 64a benötigen unterschiedliche Prozessparameter, um die jeweilige Aufgabe zu erfüllen. In einem ersten Teilschritt 62a wird eine moderate Laserleistung und eine längere Strahlenzeit benötigt. In einem weiteren Teilschritt 64a wird eine hohe Intensität und eine kurze Zeit benötigt, um einen hohen Dampfdruck zu erzeugen, um die Schmelze aus dem Bohrkanal auszutreiben. Der erste Teilschritt 62a und der zweite Teilschritt 64a erfolgen zumindest teilweise überschneidend in einem Bearbeitungsschritt 20a. Ein erster Teilschritt 62a erfolgt überlagert mit mehreren weiteren Teilschritten 64a.
In zumindest einem Bearbeitungsschritt 20a werden der erste Laserimpuls 22a und der weitere Laserimpuls 24a überlagert eingesetzt (siehe 4). In einem ersten Teilschritt 62a wird ein erster Laserimpuls 22a erzeugt. In einem weiteren Teilschritt 64a wird ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt. Der erste Laserimpuls 22a und der weitere Laserimpuls 24 werden zumindest teilweise, besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen vollständig, überschneidend in einem Bearbeitungsschritt 20a emittiert. 3 shows a schematic flow diagram of a method for operating a processing device 10a according to the invention. The processing device 10a has at least one processing unit 12a, in particular a laser drilling unit, wherein in at least one processing step 20a, at least one through-hole 14a is introduced into the substrate for an electrochemical cell 16a by means of the processing unit 12a using a laser pulse 22a. In the at least one processing step 20a, at least one further laser pulse 24a is generated by means of the processing unit 12a to create a single through-hole 14a, wherein the at least one further laser pulse 24a is used for processing by means of the processing unit 12a, at least substantially partially overlapping in time with the first laser pulse 22a. In the processing step 20a, thermal energy is introduced into the substrate for an electrochemical cell 16a. In the at least one processing step 20a, a recess is made in the substrate for an electrochemical cell 16a. In the at least one processing step 20a, a through-hole 14a is made in the substrate for an electrochemical cell 16a. In a processing step 20a, a first laser pulse 22a and a further laser pulse 24a are generated (see 4 ). 4 shows a time profile of the first laser pulse 22a and the subsequent laser pulse 24a. Time is plotted on the abscissa 66a. The pulse intensity and/or pulse energy is plotted on the ordinate 68. In 4 the temporal overlap of the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a is shown. The processing step 20a consists of at least two sub-steps 62a, 64a. In a first sub-step 62a, the material on the surface 54a of the substrate for an electrochemical cell 16a is heated and/or melted. In a further sub-step 64a, the heated and melted material of the substrate for an electrochemical cell 16a is vaporized and/or expelled. In the first sub-step 62a, the largest possible amount of melt is produced, with this melt being vaporized and expelled from the borehole in a further sub-step 64a. The first sub-step 62a and the second sub-step 64a require different process parameters to fulfill their respective tasks. In a first sub-step 62a, a moderate laser power and a longer beam time are required. In a further sub-step 64a, a high intensity and a short time are required to generate a high steam pressure to expel the melt from the bore channel. The first sub-step 62a and the second sub-step 64a occur at least partially overlapping in a processing step 20a. A first sub-step 62a occurs superimposed with several further sub-steps 64a.
In at least one processing step 20a, the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a are superimposed (see 4 ). In a first sub-step 62a, a first laser pulse 22a is generated. In a further sub-step 64a, a further laser pulse 24a is generated. The first laser pulse 22a and the further laser pulse 24 are emitted at least partially, particularly preferably at least substantially completely, overlapping in a processing step 20a.

In zumindest einem Steuerungsschritt 48a wird mittels einer Steuerungs- und Regeleinheit 50a eine Synchronisation zwischen dem ersten Laserimpuls 22a und dem weiteren Laserimpuls 24a hergestellt. In einem Steuerungsschritt 48a wird die zeitliche Leistungsverteilung des Pulses des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a angepasst. In einem Steuerungsschritt 48a werden die Pulsparameter des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a angepasst. In einem Steuerungsschritt 48a wird das Intensitätsprofil über der Fokusfläche des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a angepasst. Der Steuerungsschritt 48a erfolgt zumindest im Wesentlichen parallel zu einem Bearbeitungsschritt 20a. Es ist denkbar, dass in einem Steuerungsschritt 48a eine variable Anpassung in Echtzeit simultan zu einem Bearbeitungsschritt 20a erfolgt. Ferner ist denkbar, dass ein Steuerungsschritt 48a zwischen zwei Bearbeitungsschritten 20a durchgeführt wird, wobei innerhalb des Steuerungsschritts 44a Prozessdaten aus dem ersten Bearbeitungsschritt 20a ausgewertet werden, um den weiteren Bearbeitungsschritt 20a zu optimieren. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ist dazu eingerichtet, einen ersten Laserimpuls 22a und einen weiteren Laserimpuls 24a aufeinander abzustimmen. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt, sobald die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a in einem Steuerungsschritt 48a eine definierte Menge an, durch den ersten Laserimpuls 22a erzeugte, Schmelze detektiert. In einem Steuerungsschritt 48a wird eine Regulierung des ersten Laserimpulses 22a und des weiteren Laserimpulses 24a anhand eines vorab ermittelten Prozessverlaufs gesteuert. Der Prozessverlauf wird vorab experimentell ermittelt. Alternativ ist denkbar, dass der Prozessverlauf rechnerisch ermittelt wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit 50a ein Sensorelement umfasst, wobei mittels des Sensorelements ein Aufschmelzen mittels des ersten Laserimpulses 22a überwacht wird. In einem Bearbeitungsschritt 20a wird ein weiterer Laserimpuls 24a erzeugt, sobald in einem Steuerungsschritt 48a durch das Sensorelement genügend Schmelze detektiert wurde.In at least one control step 48a, synchronization between the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a is established by means of a control and regulation unit 50a. In a control step 48a, the temporal power distribution of the pulse of the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a is adjusted. In a control step 48a, the pulse parameters of the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a are adjusted. In a control step 48a, the intensity profile over the focal area of the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a is adjusted. The control step 48a takes place at least substantially parallel to a processing step 20a. It is conceivable that in a control step 48a, a variable adjustment takes place in real time simultaneously with a processing step 20a. It is also conceivable that a control step 48a is carried out between two processing steps 20a, wherein within the control step 44a, process data from the first processing step 20a are evaluated in order to optimize the further processing step 20a. The control and regulation unit 50a is configured to coordinate a first laser pulse 22a and a further laser pulse 24a with one another. In a processing step 20a, a further laser pulse 24a is generated as soon as the control and regulation unit 50a detects a defined amount of melt generated by the first laser pulse 22a in a control step 48a. In a control step 48a, regulation of the first laser pulse 22a and the further laser pulse 24a is controlled based on a previously determined process sequence. The process sequence is determined experimentally in advance. Alternatively, it is conceivable that the process sequence is determined computationally. Alternatively, it is conceivable that the control and regulation unit 50a comprises a sensor element, wherein the sensor element monitors melting by means of the first laser pulse 22a. In a In processing step 20a, a further laser pulse 24a is generated as soon as sufficient melt has been detected by the sensor element in a control step 48a.

In den 5 bis 7 sind drei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 5 bis 7 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis d ersetzt.In the 5 to 7 Three further embodiments of the invention are shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, reference is also made to the drawings and/or the description of the other embodiments, in particular to the 1 to 4 To distinguish the embodiments, the letter a is added to the reference numerals of the embodiment in the 1 to 4 In the examples of the 5 to 7 the letter a is replaced by the letters b to d.

5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung. Ein weiterer Laserimpuls 24b wird aus mehreren Einzelimpulsen 46b gebildet. Der weitere Laserimpuls 24b setzt sich in dem Bearbeitungsschritt 20b aus zumindest zwei Einzelimpulsen 46b zusammen. In dem Bearbeitungsschritt 20b werden die Einzelimpulse 46b einzeln erzeugt. Die Einzelimpulse 46b werden in dem Bearbeitungsschritt 20b beabstandet auf der Zeitachse ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass sich die Einzelimpulse 46b in dem Bearbeitungsschritt 20b zumindest im Wesentlichen teilweise überlagern. Ein erster Laserimpuls 22b wird überlagert mit mehreren weiteren Einzelimpulsen 46b des weiteren Laserimpulses 24b. Insbesondere ist es denkbar, dass ein erster Einzelimpuls 46b des weiteren Laserimpulses 24b zumindest im Wesentlichen vollständig und ein weiterer zweiter Einzelimpuls 46b des weiteren Laserimpulses 24b zumindest im Wesentlichen teilweise überlagert mit dem ersten Laserimpuls 22b ausgebildet ist. In zumindest einem Bearbeitungsschritt 20b werden die Einzelimpulse 46b des weiteren Laserimpulses 24b in ihren Pulsabständen und/oder Pulsparameter von Puls zu Puls verändert. Die einzelnen Einzelimpulse 46b sind in dem Bearbeitungsschritt 20b in ihren Prozessparametern variabel ausgebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass jeder Einzelimpuls 46b identisch ausgebildet ist. In dem Bearbeitungsschritt 20b ist der zeitliche Abstand bzw. der Pulsabstand zwischen zwei Einzelimpulsen 46b variabel einstellbar. Die Pulsparameter der Einzelimpulse 46b werden in einem Bearbeitungsschritt 20b mittels einer Steuerungs- und Regelungseinheit 50b variabel eingestellt. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 50b ist dazu eingerichtet, in einem Bearbeitungsschritt 20b alle Parameter der Bearbeitungsvorrichtung 10b zu regulieren. 5 shows an alternative embodiment of a processing device in a schematic representation. A further laser pulse 24b is formed from a plurality of individual pulses 46b. The further laser pulse 24b is composed of at least two individual pulses 46b in the processing step 20b. In the processing step 20b, the individual pulses 46b are generated individually. The individual pulses 46b are formed in the processing step 20b at a distance from one another on the time axis. Alternatively, it is conceivable that the individual pulses 46b overlap at least substantially partially in the processing step 20b. A first laser pulse 22b is overlapped with a plurality of further individual pulses 46b of the further laser pulse 24b. In particular, it is conceivable that a first individual pulse 46b of the further laser pulse 24b is overlapped at least substantially completely and a further second individual pulse 46b of the further laser pulse 24b is overlapped at least substantially partially with the first laser pulse 22b. In at least one processing step 20b, the pulse intervals and/or pulse parameters of the individual pulses 46b of the further laser pulse 24b are varied from pulse to pulse. The individual pulses 46b are configured to be variable in their process parameters in the processing step 20b. In particular, it is conceivable for each individual pulse 46b to be identical. In the processing step 20b, the time interval or pulse interval between two individual pulses 46b is variably adjustable. The pulse parameters of the individual pulses 46b are variably adjusted in a processing step 20b by means of a control and regulation unit 50b. The control and regulation unit 50b is configured to regulate all parameters of the processing device 10b in a processing step 20b.

6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines schematischen Leistungsdiagramms eines Bearbeitungsschrittes 20c. In zumindest einem Bearbeitungsschritt 20c wird ein Einzelimpuls eines weiteren Laserimpulses 24c außerhalb eines ersten Laserimpulses 22c erzeugt. Der Einzelimpuls 46c des weiteren Laserimpulses 24c wird außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses 22c erzeugt. In dem Bearbeitungsschritt 20c wird zumindest ein Einzelimpuls 46c des weiteren Laserimpulses 24c zumindest im Wesentlichen vollständig überschneidend mit dem ersten Laserimpuls 22c ausgebildet und zumindest ein weiterer Einzelimpuls 46c des weiteren Laserimpulses 24c außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses 22c erzeugt. Es ist denkbar, dass in dem Bearbeitungsschritt 20c zumindest zwei Einzelimpulse 46c des weiteren Laserimpulses 24c außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses 22c erzeugt werden. Ferner ist denkbar, dass in dem Bearbeitungsschritt 20c zumindest ein Einzelimpuls 46c des weiteren Laserimpulses 24c zumindest im Wesentlichen teilweise überschneidend mit dem ersten Laserimpuls 22c ausgebildet ist und zumindest ein weiterer Einzelimpuls 46c des weiteren Laserimpulses 24c außerhalb der Aufschmelzphase des ersten Laserimpulses 22c erzeugt wird. 6 shows an alternative embodiment of a schematic performance diagram of a processing step 20c. In at least one processing step 20c, an individual pulse of a further laser pulse 24c is generated outside of a first laser pulse 22c. The individual pulse 46c of the further laser pulse 24c is generated outside of the melting phase of the first laser pulse 22c. In the processing step 20c, at least one individual pulse 46c of the further laser pulse 24c is formed to at least substantially completely overlap with the first laser pulse 22c, and at least one further individual pulse 46c of the further laser pulse 24c is generated outside of the melting phase of the first laser pulse 22c. It is conceivable that in the processing step 20c, at least two individual pulses 46c of the further laser pulse 24c are generated outside of the melting phase of the first laser pulse 22c. Furthermore, it is conceivable that in the processing step 20c at least one individual pulse 46c of the further laser pulse 24c is formed so as to at least substantially partially overlap with the first laser pulse 22c and at least one further individual pulse 46c of the further laser pulse 24c is generated outside the melting phase of the first laser pulse 22c.

7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines schematisches Leistungsdiagramms eines Bearbeitungsschrittes. Eine Bearbeitungseinheit 12d weist ein Strahlenquellenelement 56d auf, wobei das Strahlenquellenelement 56d einen ersten Laserimpuls 22d und einen weiteren Laserimpuls 24d erzeugt. Mittels des Strahlenquellenelements 56d wird ein Laserimpuls geteilt in einen ersten Laserimpuls 22d und einen weiteren Laserimpuls 24d erzeugt. Das Strahlenquellenelement 56d ist als Pump-Laser ausgebildet. Das Strahlenquellenelement 56d ist als cw-Laser ausgebildet. Der erste Laserimpuls 22d wird aus Teilen des cw Pump-Laserlichts entnommen. Der weitere Laserimpuls 24d wird aus dem cw Pump-Hub als gepulster Laserimpuls entnommen. Insbesondere ist es denkbar, dass die cw oder gepulste Strahlung beispielsweise aus dem Pump-Laser (cw wenn dieser kontinuierlich gepumpt wird) für den gepulsten Laser genommen wird. 7 shows an alternative embodiment of a schematic performance diagram of a processing step. A processing unit 12d has a radiation source element 56d, wherein the radiation source element 56d generates a first laser pulse 22d and a further laser pulse 24d. By means of the radiation source element 56d, a laser pulse is divided into a first laser pulse 22d and a further laser pulse 24d. The radiation source element 56d is designed as a pump laser. The radiation source element 56d is designed as a cw laser. The first laser pulse 22d is taken from parts of the cw pump laser light. The further laser pulse 24d is taken from the cw pump pulse as a pulsed laser pulse. In particular, it is conceivable that the cw or pulsed radiation, for example, is taken from the pump laser (cw if it is continuously pumped) for the pulsed laser.

Claims

Method for operating a processing device (10a; 10b; 10c; 10d) with at least one processing unit (12a; 12b; 12c; 12d), in particular a laser drilling unit, wherein in at least one processing step (20a; 20b; 20c; 20d) by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d) at least one individual through-hole (14a; 14b; 14c; 14d) is introduced into the substrate for an electrochemical cell (16a; 16b; 16c; 16d) by means of a laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d), characterized in that in the at least one processing step (20a; 20b; 20c; 20d) by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d) for producing the individual through-hole (14a; 14b; 14c; 14d) at least one further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) is generated, wherein the at least one further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) is used for processing by means of the processing unit (12a; 12b; 12c; 12d), is used at least substantially partially overlapping in time with the first laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that in at least one processing step (20a; 20b; 20c; 20d) the first laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d) and the further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) are used in a superimposed manner.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one processing step (20b) the further laser pulse (24b) is formed from a plurality of individual pulses (46b).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one processing step (20b) the individual pulses (46b) of the further laser pulse (24b) are changed in their pulse intervals and/or pulse parameters from pulse to pulse.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one processing step (20c) a single pulse of the further laser pulse (24c) is generated outside the first laser pulse (22c).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one control step (44a; 44b; 44c; 44d) a synchronization between the first laser pulse (22a; 22b; 22c; 22d) and the further laser pulse (24a; 24b; 24c; 24d) is established by means of a control and regulating unit (50a; 50b; 50c; 50d).

Processing device (10a; 10b) for carrying out a method according to one of the preceding claims, with at least one processing unit (12a; 12b), in particular a laser drilling unit, wherein the processing unit (12a; 12b) is set up to introduce a through-cut (14a; 14b) into the substrate for an electrochemical cell (16a; 16b) by means of a laser pulse (22a; 22b) in at least one processing step (20a; 20b), characterized in that the processing unit (12a; 12b) generates at least one further laser pulse (24a; 24a).

Processing device (10a) according to Claim 7 , characterized in that the processing unit (12a) has a first radiation source element (56a) and at least one further radiation source element (58a).

Processing device (10a) according to Claim 7 or 8 , characterized in that the first radiation source element (56a) is designed as a cw laser, by means of which a first laser pulse (22a) is generated.

Processing device (10a) according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the further radiation source element (58a) is designed as a pulsed laser, by means of which a further laser pulse (24a) is generated.

Processing device (10a) according to one of the Claims 7 until 10 , characterized in that the first radiation source element (56a) and the further radiation source element (58a) have a different focus diameter

Processing device (10d) according to Claim 7 , characterized in that the processing unit (12d) has a radiation source element (56d), wherein the radiation source element (56d) generates a first laser pulse (22d) and a further laser pulse (24d).

Processing device (10a; 10b) according to one of the Claims 7 until 12 , characterized by a control and regulation unit (50a; 50b) which is arranged for synchronization between the first laser pulse (22a; 22b) and the further laser pulse (24a; 24b).

Solid fuel cell (26a) with a substrate for an electrochemical cell (16a) produced by a method according to one of the Claims 1 until 6 and/or a device according to one of the Claims 7 until 13 .