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Dynamische Fokusanpassung
(2009)
Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen die Grundprinzipien für eine dynamische Fokusanpassung bei scannenden Lasermarkierungsanlagen betrachtet werden. Es soll ein Prototyp zur Verschiebung der Fokuslage in unterschiedliche Ebenen, ohne dabei synchron zum Scanner zu arbeiten, entwickelt und getestet werden. Dazu werden die relevanten Kombinationen von Linsen, Objektiven und Strahlquellen betrachtet und daraus die resultierenden Verfahrwege und Positioniergenauigkeiten für eine definierte Fokusverschiebung in unterschiedliche Ebenen berechnet. Nach der Konstruktion und Fertigung eines Prototyps werden die berechneten Zusammenhänge im Experiment überprüft und die Softwareintegration zusammen mit der Korrektur der geometrischen Positionsabweichungen des Fokus im Bearbeitungsfeld durchgeführt. Markierte Teststrukturen werden ausgewertet und Fehler diskutiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen der Entwicklung einer synchron zum Scansystem arbeitenden dynamischen Fokussiereinheit dienen.
In dieser Arbeit wurde die Abtragseffizienz und -qualität von Edelstahl unter Verwendung ultrakurzer Laserpulse untersucht und diskutiert. Zur Durchführung der Versuche stand eine Pikosekunden-Laseranlage mit einer emittierenden Laserstrahlung im nahen Infra-rotbereich (NIR) zur Verfügung, womit Flächenabträge in Abhängigkeit von der Fluenz im Einzelpuls- sowie im Burst-Modus erzeugt wurden. Des Weiteren wurde der zeitliche Abstand zwischen den Pulsen und die Anzahl der Pulse innerhalb eines Pulszuges variiert.
Die Bachelorarbeit befasst sich primär mit dem Abtragverhalten verschiedener CFK und GFK Materialien unter Laserbestrahlung mit UV Nanosekunden und IR Pikosekunden Pulsen. Dafür werden die erzeugten Abträge qualitativ beschrieben und Abtragtiefen sowie Oberflächenrauheiten bestimmt. Die Ergebnisse der beiden Regime werden verglichen. Weiterhin wird das laserbasierte Schneiden und Aufrauen der Oberfläche unter Nutzung von UV Nanosekunden Laserpulsen betrachtet.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es ein Konzept und einen konstruktiver Entwurf für eine Anordnung zu erarbeiten, die es ermöglicht Laserstrahlung nterschiedlicher Wellenlänge für die Materialbearbeitung bereitzustellen. Die Anordnung soll dabei auf die Lasermikrobearbeitung ausgerichtet sein und sieht vor, ein Werkstück mit verschiedenen Wellenlängen an einem Ort bearbeiten zu können. DieMotivation dieser Arbeit beruht auf Anfragen der Industrie und Forschung, die nach möglichen Lösungen suchen, auch wellenlängenabhängige Prozesse über eine Anlage abzuwickeln. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Konzepte gegenübergestellt und ein Gesamtkonzept einer Laseranordnung erörtert. Mit Blick auf einen in die Praxis umsetzbaren konstruktiven Entwurf werden bei Bewertung der Konzepte, neben technischen auch ökonomische Gesichtspunkte berücksichtigt. Der konstruktive Entwurf umfasst die konkrete Anordnung und Auswahl optischer und optomechanischer Komponenten. Eine wesentliche Anforderung stellt die Korrektur der chromatischen Aberration dar. Diese resultiert daraus, dass die verschiedenen Wellenlängen über einen Bearbeitungsort geführt werden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen wird zunächst ein Algorithmus erarbeitet, der es erlaubt diesen Fehler numerisch zu berechnen sowie zu bestimmen in welchem Umfang die Korrektur vorgenommen werden muss beziehungsweise der Entwurf anzupassen ist. Zum Schluss erfolgen eine Diskussion der Ergebnisse und die Auswertung des Gesamtkonzeptes.
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Konzeption und Auslegung einer Drehdurchführung für den Einsatz in der Z-Achse einer Laseranlage. Die Bereitstellung verschiedener Medien spielt in den Prozessen der Lasermaterialbearbeitung eine wichtige Rolle, ebenso die elektrische Übertragungstechnik zur Überwachung und Steuerung. Um dies zu bewerkstelligen ohne die Bewegungen der Anlage, insbesondere der Drehachsen, einzuschränken, wird eine Drehdurchführung benötigt. Diese Arbeit erfasst die Vorgaben für eine Umsetzung, vergleicht mögliche Lösungsansätze und erarbeitet einen konstruktiven Entwurf. In einem Praxisversuch werden zudem Erfahrungen für einen späteren industriellen Einsatz gewonnen.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es Untersuchungen anhand der Laserbearbeitungen mit einem CO2-Laser und einem Faser-Laser bei Kunststoffen durchzuführen. Hierbei sollen die optimalen Parameter für das Schneiden und Gravieren, der jeweiligen Kunststoffplatten mit einer Stärke von 5 mm, für die Laserbearbeitungsmaschine ermittelt werden. Zusätzlich sollen die laserbearbeiteten Schnittkanten der Kunststoffe in ein Acryl-Kalteinbettmittel eingebettet, geschliffen, poliert und unter einem Mikroskop untersucht werden.
In dieser Arbeit sollen Untersuchungen zum Reflexionsverhalten einer dünnen Goldschicht bei Bestrahlung mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung durchgeführt werden. Hierbei wird ein Versuchsaufbau mit zwei Strahlengängen verwendet, wobei die Strahlung einerseits nach der Wechselwirkung mit der Goldprobe und andererseits zur Referenz auf einer Kamera ortsaufgelöst abgebildet wird.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Laser-Durchstrahlschweißen von thermoplastischen Kunststoffen. Dabei wird die Verfahrensvariante des Quasi-Simultanschweißens hinsichtlich der wichtigsten Prozessparameter näher untersucht. Es erfolgt eine Messung und Auswertung der wichtigsten Einflussgrößen vor Beginn der Schweißversuche. Wesentlich liegt hier ein Augenmerk auf der Transmission der transparenten Fügepartner. Danach sollen geeignete Schweißparameterbereiche gefunden werden, welche für die nachfolgenden Versuche von Bedeutung sein werden. Anschließend wird die Auswirkung bestimmter Prozessparameter auf die Schweißnahtfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse werden grafisch dargestellt und ausgewertet.