620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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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.
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.