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Mikrostrukturierung von Stahl mit Piko- und Femtosekundenlaserpulsen

  • In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen präsentiert, die sich mit der flächigen Strukturierung von Stahl beschäftigen. Es kamen dabei Laserpulse im Femto- bzw. Pikosekundenbereich zum Einsatz. Untersucht werden sollte, inwieweit sich die Dauer des Laserpulses auf das Abtragsergebnis auswirkt. Es sollte eine Verbindung zwischen den unterschiedlichen Wechselwirkungsmechanismen der ultrakurzen Laserpulse mit dem Metall und dem erzeugten Strukturierungsergebnis gezogen werden. Es zeigte sich, dass mit kürzeren Laserpulsen mehr Material ablatiert werden konnte als mit längeren Laserpulsen. Dies liegt in der höheren Eindringtiefe von energiereichen Elektronen begründet, die bei kürzeren Laserpulsen aufgrund der höheren Anregungsdichte vorliegt. Es werden in dieser Arbeit erste Modellvorstellungen zur Energieausbreitung im Metall präsentiert, die auf der Bewegung von hochenergetischen Elektronen beruhen. Bei den Untersuchungen zeigte sich ebenfalls, dass die mittlere Rauigkeit des Strukturbodens beim Einsatz kürzerer Laserpulse geringer war als bei Verwendung längeren Laserpulsen. Es konnten weiterhin Effekte festgestellt werden, die sich insbesondere bei der Strukturierung mit einer hohen Anzahl von Laserpulsen einstellen. Hierbei wäre der Effekt der Inkubation zu nennen, sowie die Plasmaabschirmung des Laserpulsesund die Wärmeakkumulation im Werkstück.

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Metadaten
Author:Peter Lickschat
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of Completion:2012
Granting Institution:Hochschule Mittweida
Release Date:2017/01/16
GND Keyword:Femtosekundenlaser , Pikosekundenlaserimpuls
Institutes:03 Mathematik / Naturwissenschaften / Informatik
Access Rights:Innerhalb der Hochschule
Licence (German):License LogoEs gilt das UrhG

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