Prozessgüte für das Laserstrahltrennen kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe
Av Marten Canisius, 2017.Del av serien Light Engineering fur die Praxis.
Das Laserstrahltrennen kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe besitzt wegen der verschleiß- und kraftfreien Wirkungsweise technisches und wirtschaftliches Potential. Die geringe technische Bearbeitungsgüte in Form einer Wärmeeinflusszone oder geringe Vorschubgeschwindigkeiten beim Trennen hemmen die Etablierung des Verfahrens. Die Arbeit zeigt die Ursache für den primären Zielkonflikt zwischen der mittleren Breite der Wärmeeinflusszone und der effektiven Vorschubgeschwindigkeit beim Trennen mit mehrfacher Laserbelichtung auf. In der Arbeit wird auf der Grundlage dieses Zielkonflikts eine Prozessgüte definiert, die durch empirische und simulative Methoden optimiert wird. Dazu wird eine werkstoffliche Modifikation zur Steigerung der Absorption der Laserstrahlung vorgenommen. Zudem wird mittels numerischer Prozesssimulation und -optimierung die werkstoffliche Anpassung an den Laserprozess und insbesondere die abschnittsweise Anpassung der Prozessparameter untersucht. Weiter wird ein Verfahren zur kontaktfreien Messung der Breite der Wärmeeinflusszone mittels Thermografie behandelt. Die Ansätze werden an einem Automobilbauteil demonstriert.
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Das Laserstrahltrennen kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe besitzt wegen der verschleiß- und kraftfreien Wirkungsweise technisches und wirtschaftliches Potential. Die geringe technische Bearbeitungsgüte in Form einer Wärmeeinflusszone oder geringe Vorschubgeschwindigkeiten beim Trennen hemmen die Etablierung des Verfahrens. Die Arbeit zeigt die Ursache für den primären Zielkonflikt zwischen der mittleren Breite der Wärmeeinflusszone und der effektiven Vorschubgeschwindigkeit beim Trennen mit mehrfacher Laserbelichtung auf. In der Arbeit wird auf der Grundlage dieses Zielkonflikts eine Prozessgüte definiert, die durch empirische und simulative Methoden optimiert wird. Dazu wird eine werkstoffliche Modifikation zur Steigerung der Absorption der Laserstrahlung vorgenommen. Zudem wird mittels numerischer Prozesssimulation und -optimierung die werkstoffliche Anpassung an den Laserprozess und insbesondere die abschnittsweise Anpassung der Prozessparameter untersucht. Weiter wird ein Verfahren zur kontaktfreien Messung der Breite der Wärmeeinflusszone mittels Thermografie behandelt. Die Ansätze werden an einem Automobilbauteil demonstriert.
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