Lasermaterialbearbeitung und Hochdruckwasserstrahlverfahren

Question 1

Eigenschaften Laserstrahl

Answer 1

• monochromatisches Licht
• geringe Divergenz
• zeitliche und räumliche Kohärenz (in Phase, gleiche Richtung, etc.)

Question 2

Bestandteile der Laserquelle

Answer 2

• Laseraktives Medium (abstrahlendes Gas)
• Resonator (Spiegel, der Gas umgibt)
• Pumpquelle (Anrengende Blitzlampen/Dioden)

Question 3

Bestandteile der Strahlkaustik (SK)

Answer 3

• Strahltaillienradius w_0
• Rayleigh-Länge z_R
• Fernfelddivergenz
• Strahlprarameterprodukt SSP

Question 4

Strahltailienradius (SK)

Answer 4

w_0

- dünnster Radius des Strahls

Question 5

Rayleigh-Länge (SK)

Answer 5

z_R

• optimaler Arbeitsbereich
• hier verdoppelt sich der Querschnitt bei ungefähr gleicher Intensität

Question 6

Fernfelddivergenz (SK)

Answer 6

Theta

• Annäherung des Strahls im Undendlichen
• gemessen als Wimkel von der Ausbreitungsrichtung

Question 7

Strahlparameterprodukt (SK)

Answer 7

SSP

• Kenngröße für die Strahlenqualität
• Produkt aus Fernfelddivergenz und Strahltailienradius

Question 8

Kriterien für die Strahlungsqualität

Answer 8

• Strahlparameterprodukt SSP
• Beugungsmaßzahl M^2
• Strahlqualitätskennzahl K
• -> sind ineinader umrechenbar

Question 9

Bestandteile Laserbohrer

Answer 9

• Laserstrahlquelle
• Aufweiter und Fokussierer
• Steuereinheit
• Laserscanner (Galvo-Antrieb, Spiegel)

Question 10

Laserbohrmechanismen

Answer 10

• Einzelpulsbohren
• Perkussionsbohren (mehrere Pulse)
• Trapanierbohren (mehrere Pulse, Rotation)
• Wendelbohren (mehrere Puls, Wendel)

Question 11

Laserlegieren und -dispergieren

Answer 11

Beim legieren wird sowohl das Werkstück als auch der Zusatz geschmolzen und dadurch vermischt, Beim Dispergieren wird der feste Zusatz unter das flüssige Werkstück gemischt wie Streusel.

Question 12

Formen des Wasserstrahlschneidens

Answer 12

• Rein-WSS

- Abrasiv-WSS

Question 13

Wirkmechanismen des WSS

Answer 13

• Übertragung der kin. Energie
• Induzierung von Spannung im Werkstoff
• Überwindung der Bindungskräfte
  
  • -> Rausbrechen von Partikel
  • -> bei Abrasion: Spanender Abtrag

Question 14

Übertragene Energie auf das Werkstück bei WSS

Answer 14

Summe aller kin. Energien

Question 15

Prozessstellgrößen WSS (rein)

Answer 15

• Pumpendruck
• Düsenabstand
• Düsendurchmesser
• Vorschub

Question 16

zusätzliche Prozessstellgrößen WSS (abrasiv)

Answer 16

• Abrasivmittel (Art und Menge)
• Körnung
• Fokusdurchmesser und -länge

Question 17

Bearbeitete Materialien WSS (rein und abrasiv)

Answer 17

rein:
- Gummi, Kunststoff, Metallfolie, Papier

abrasiv:
- Metall, Keramik, Glas, Verbundsstoffe (z.B. CFK)

Question 18

Mögliche WSS-Fehler

Answer 18

• Abrundung der Kanten
• Konizität (?)
• Riefen/Auswaschun an der Schnittkante
• Gratbildung am Austritt

Question 19

Vorteile WSS

Answer 19

• Kalter Schnitt
• Kaum Werkzeugverschleiß
• Schneiden schwierig zu zerspanender Materialien
• hohe Materialdicken möglich
  (- sehr genau bei dünnen Werkstücken (?))

Question 20

Nachteile WSS

Answer 20

• konischer Schnitt
• starke Gratbildung bei duktilen Werkstoffen
• vergleichweise hohe Kosten
• bei harten Werkstoffen nur wenig Vorschub möglich