Technologie des 3D-Abtragslasern

• Main Author: Lechner, Christoph
• Other Authors: Bleicher, Friedrich, Bernreiter, Johannes
• Format: Thesis
• Language: German
• Published: 2020
• Subjects: Laserstrahlabtragen; Parameteroptimierung; Statistische Versuchsmethodik; Laser erosion; 3D Laser cutting; Technical production; Design of Experiments; Rubin; DML
• Online Access: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-40209; https://hdl.handle.net/20.500.12708/11240

Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache Seit der ersten Realisierung eines Lasersystems, des Rubin-Lasers im Jahre 1960, fasziniert dessen einfärbiges, stark gebündeltes Licht durch herausragende Eigenschaften. Durch eine Fülle weiterer Systeme erschlossen sich für den Laser eine Vielzahl von Anwendungsgebieten, wie beispielsweise in der Messtechnik, Holographie, Medizin, Materialbearbeitung und Nachrichtenübertragung. Auch in der Fertigungstechnik wird Laserstrahlung seit geraumer Zeit erfolgreich als Energieträger und Werkzeug eingesetzt. Durch die Technologie des 3D-Abtragslasern lassen sich feinste Konturen und Kavitäten, 3-dimensionale Lasergravuren sowie Bauteile mit steilen Wänden in höchster Qualität erzeugen. Im Rahmen der praktischen Anwendung dieser Technologie treten jedoch bei der Erzeugung gewisser geometrischer Strukturen immer wieder fertigungstechnologiebedingte Formfehler auf. Die vorliegende Arbeit behandelt experimentelle Untersuchungen an einer Laserabtragsanlage des Typs DMC 40 SI. Ausgehend von industrieller Praxis entnommenen Problemstellungen wird dabei das Ziel verfolgt, Strategien und Parametereinstellungen aufzuzeigen, um unerwünschte Formfehler zu unterbinden. Hierbei wird zunächst anhand eines Versuchs, auf Basis eines vollständigen 2 3-Faktorenplans, der Einfluss einzelner Technologieparameter untersucht. Dabei kann der maßgebliche Einfluss bestimmter Parameter im Hinblick auf die Entstehung gewisser Formfehler nahe gelegt werden. Auf dieser Grundlage wird im weiteren Verlauf der Untersuchungen systematisch eine Methode erarbeitet, aufgetretene Formfehler bei der Erstellung von Kavitäten durch Änderungen in der Arbeitsprogrammerstellung nachweislich zu reduzieren. Since the first laser, the ruby-laser, was invented in 1960 its light has fascinated people because of its outstanding characteristics. Today, there are lots of different lasers, which are used in various applications, for example in instrumentation, holography, medicine and communication. Since a fairly long time ago lasers have also been successfully used in manufacturing. The 3D laser removal technology is excellent because of its ability to produce fine, delicate, and yet complex structures. In the context of industrial applications, the production of some geometric structures frequently have problems associated with their shape or exhibit some type of form error in the production process. This thesis uses a LASERTEC machine, model DML 40 SI, to conduct experiments. The aim of this study is to identify optimal parameter settings or to find processing strategies to reduce production form errors that have occurred in the past. The first experiments are aimed at studying the influence of some technology parameters in order to demonstrate how to optimize the removal of some types of form errors which occur. This is performed by conducting a full factorial experiment. It was possible to show that one parameter has a leading influence. With the following experimental study a significant improvement in the accuracy of the sample's shape was shown to be possible by using the technology of laser removal combined with an adjustment in the process parameters and changes to the processing strategy. 213