Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Prozeßmodellierung und Technoloieentwicklung beim Abtragen mit CO2-Laserstrahlung



Datum: 18.03.1999


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. H. Hügel, Stuttgart

Die Untersuchungen dieser Arbeit hatten zum Ziel, die Verfahrenseffizienz beim Laserstrahlabtragen für die Herstellung von Formen und Gesenken durch Fortschritte bei der Prozeßbeherrschung zu verbessern. Drei Strategien boten sich zur Lösung dieser Aufgabenstellung an. So waren die beiden Abtragmechanismen Oxidspanen und Schmelzabtrag jeweils separat zu qualifizieren, oder in einem zweistufigen Prozeß effizient aufeinander abzustimmen. Ausgehend von der qualitativen Modellierung der Wechselwirkungsmechanismen der Teilprozesse Oxidspanen und Schmelzabtrag wurden im Rahmen dieser Verfahrensentwicklung technologische Verbesserungen theoretisch erarbeitet und im Experiment verifiziert. Für den Schmelzabtrag erfolgte der Nachweis der Machbarkeit der geforderten technologischen Zielvorgaben unter Verwendung einer eigenentwickelten Abtragdüse sowie das Aufzeigen völlig neuer Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung. Demnach bewirkt die resonante Anregung mittels Fokuslagenoszillation beim Schmelzabtrag neben einer deutlichen Prozeßstabilisierung die definierte und reproduzierbare Strukturierung der Werkstückoberfläche. Daraus läßt sich zum einen die Notwendigkeit weiterer wissenschaftlicher Grundlagenuntersuchungen (?nichtlineare Dynamik?) und zum anderen das technologische Potential bei tribologischen Strukturierungsapplikationen ableiten.