Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

FT > Ü. Thermisches Abtragen durch Laserstrahl > Flashcards

Ü. Thermisches Abtragen durch Laserstrahl Flashcards

1
Q

Thermisches Abtragen gehört zur Gruppe ?(1)? und der Hauptgruppe ?(2)?.

A

(1) 3.4 Abtragen (DIN 8590)

(2) 3.Trennen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Nenne die Untergruppen der Gruppe 3.4 Abtragen: ?? (3)

A
  1. 4.1 Thermisches Abtragen
  2. 4.2 Chemisches Abtragen
  3. 4.3. Elektrochemisches Abtragen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Nach welcher DIN lässt sich das Abtragen in das Thermische, Chemische und Elektrochemische Abtragen unterteilen?

A

DIN 8590

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Nenne die Untergruppen der Untergruppe Thermisches Abtragen! (7)

A
  1. 4.1.1 Thermisches Abtragen durch festen Körper
  2. 4.1.2 Thermisches Abtragen durch Flüssigkeit
  3. 4.1.3 Thermisches Abtragen durch Gas (DIN 2310-6)
  4. 4.1.4 Thermisches Abtragen durch elektrische Gasentladung (DIN 2310-6)
  5. 4.1.5 Thermisches Abtragen durch Strahl (DIN 2310-6)
  6. 4.1.6 Thermisches Abtragen durch Bewegung
  7. 4.1.7 Thermisches Abtragen durch elektrischen Strom
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Interaktion von Protonen mit einem Atom und zwei Energieniveaus

Elektronen können diskrete ?(1)? EsubB aufnehmen und abgeben

Energieaufnahme EsubA entrspricht größerem ?(2)? rsubB des Elektrons (Bohr’sche Atommodell)

keine ?(3)? Vergrößerung des Bahnradius rsubB
–> QUANTENSPRUNG

Änderung des Energieniveaus E kann durch ?(4)? angeregt werden

Folie 4

A

(1) Energiebeträge
(2) Bahnradius
(3) kontinuierliche
(4) Photonen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Interaktion von Protonen mit einem Atom und zwei Energieniveaus

Unterscheidung: ?? (3)

A

spontane Emission (abh. von Relaxationszeit t des Energieniveaus EsubN)

stimulierte Absorption (durch Photon)

stimulierte Emission (relevant für Laser)

(Abbildungen Folie 4)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

DIN ??: Thermisches Abtragen durch Strahl

A

DIN 2310-6 (Wichtig!)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Spontane Emission

Angeregte ?(1)? im Energieniveau EsubN2 ?(2)? nach der Lebenszeit des oberen Laserzustandes (T2) ?(3)? in das Energieniveau EsubN1

Relaxation unter Abgabe eines ?(4)?

Spontane Emission ist unabhängig vom umgebenden ?(5)?

A

(1) Atome
(2) relaxieren
(3) spontan
(4) Photons
(5) Lichtfeld

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Nenne Eigenschaften von Emission am spontanen erzeugtem Licht! (3)

A

inkohärent

isotrop

zufällige Richtung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Stimulierte Emission

Relaxation von E2 nach E1 kann durch ?(1)? mit der korrekten Energie E ?(2)? werden

?(3)? Photon bleibt erhalten

?(4)? Photon besitzt gleiche Richtung und Phase wie ?(5)? Photon

Emittierte Wellenlänge ist abhängig vom Abstand der ?(6)?: (siehe Formel Folie 7)

A

(1) Photonen
(2) stimuliert
(3) Anregendes
(4) Emittiertes
(5) angeregtes
(6) Energiebänder

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Besetzungsinversion

Wahrscheinlichkeit für spontane und stimulierte Emission ist ?(1)? (Vergleich angeregtes/nichtangeregtes Atom)

Zunahme der Photonenzahl im Lasermedium ist nur möglich, wenn mehr ?(2)? im ?(3)? Zustand sind (Besetzungsinversion)

Durch “normale Anregung” (thermisch optisch) jedoch nur bei maximaler ?(4)? möglich

Besetzungsinversion ist nur im Lasermedium mit mindestens Besetzungsinversion zwei ?(5)?

starke Besetzungsinversion im Lasermedium löst lawinenartige ?(6)? aus

A

(1) gleich groß
(2) Atome
(3) angeregten
(4) gleicher Besetzung
(5) Energieniveaus EsubN
(6) Lichtverstärkung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Laseraufbau

Nenne wesentliche Bestandteile eines Lasers: ?? (2)

A

Verstärker

optischer Resonator

(siehe Folie 9)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Laseraufbau

Welche Funktion hat der Verstärker?

A

Er ist zum “Pumpen” (d.h. zur Erzeugung einer Besetzungsinversion) da!

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Laseraufbau

Der Resonator erzeugt was?

A

gerichtete Laserstrahlung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Laseraufbau

Der Resonator erzeug gerichtete Laserstrahlung:

  • ?(1)? bereits erzeugter Strahlung
  • Ausblendung aller unerwünschten ?(2)? nach einmaligen Durchtritt durch das ?(3)?
  • größter Teil der Strahlung wird im Resonator fortwährend ?(4)?
  • kleiner Teil durch teildurchlässigen Spiegel ausgekoppelt –> ?(5)?
A

(1) Rückkopplung
(2) Ausbreitungsrichtungen
(3) Lasermedium
(4) hin und her gespiegelt
(5) Laserstrahlung

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Laserarten

Welche Laserart ist in der Industrie am weitesten verbreitet?

A

Infrarot

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Nenne Laserarten! (5)

A

Radio

Mikrowellen

Infrarot

Ultraviolet (UV)

Gamma

(FOLIE 10 ansehen)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Je kleiner die Wellenlänge, desto ??

A

höher sind die Kosten (normalerweise)

weil die Optik teurer ist und viel Energieverlust vorliegt

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Nenne Lasertypen! (5)

A

Festkörperlaser

Gaslaser

Excimerlaser

Halbleiterlaser

Farbstofflaser

(Tabelle Folie 11)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Die Ausgangswellenlänge vom Ausgangsmedium wird immer gleich sein, außer bei den Farbstofflasern.

Wahr /Falsch?

A

Wahr

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Festkörperlaser

Festkörperlaser aus Nd: YAG-Kristall

FOLIE 12 ansehen!!

A

!

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Gaslaser

Gaslaser mit CO2, N2 und He als Lasermedium gemischt:

  • Gas in ?(1)? Qsubr eingeschlossen und über ?(2)? QsubG angeregt
  • ?(3)? zwischen zwei Schwingungszuständen des CO2 Moleküls
  • Anregung in das obere Laserniveau über Anregung von ?(4)?
  • Anregungslinie der N2-Moleküle wird sehr effektiv an ?(5)? übertragen
  • cw- und Puls-Laser
  • Hauptemissionslinie lamba = ?(6)?

FOLIE 13 ansehen!!

A

(1) Entladungsröhre
(2) Gasentladung
(3) Laserübergang
(4) N2-Molekülen
(5) CO2-Moleküle
(6) 10.600 nm

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Beim Gaslaser gibt es eine Hauptemissionslinie von lambda = 10600 nm.

Wahr/Falsch?

A

WAHR

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Farbstofflaser

?(1)? als Lasermedium in geeignetem Lösungsmittel (z.B. Ethanol, Methanol):

  • Lösung durchfließt eine Küvette und wird über ?(2)? oder ?(3)? angeregt
  • cw- oder Puls-Laser
  • breites ?(4)? (50nm <= lambda <= 100nm)
A

(1) Farbstoff
(2) Pumplaser
(3) Bogenlampe
(4) Emissionsspektrum

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Was ist die Besonderheit bei Excimerlasern?

A

das untere Laserniveau ist ein nichtbindender Zustand (d.h. KrF Molekül ist nicht stabil)

26
Q

Excimerlaser

?(1)? Gaslaser

Betrieb mit verschiedenen ?(2)?

hohe Ausgangsleistungen Psuba im ?(3)?
(157nm <= lambda <= 351nm)

Besonderheit: das untere Laserniveau ist ein ?(4)? Zustand (d.h. KrF Molekül ist nicht stabil)

Übliche Emissionswellenlängen:

  • lambda = 193 nm (ArF)
  • lambda = 248 nm (KrF)
  • lambda = 308 nm (XeCI)
  • lambda = 350 nm (XeF)
A

(1) gepulster
(2) Edelgas-Halogengemischen
(3) UV-Bereich
(4) nichtbindender

27
Q

Absorption von Laserstrahlung

Der Laserstrahl erzeugt beim Auftreffen auf die Werkstoffoberfläche eine Erwärmung des Werkstoffes durch ?(1)? eines Teiles der Lichtenergie EsubL.

Der nicht-absorbierte Teil der Energie E wird von der Werkstoffoberfläche zum einen ?(2)? und zum anderen ?(3)?

A

(1) Absorption
(2) zurückgestrahlt (Reflexion)
(3) durchgelassen (Transmission)

28
Q

Absorption von Laserstrahlung

Der Absorptionsgrad gibt das Verhältnis der aufgenommenen Laserleistung P zur insgesamt zur Verfügung stehenden Laserleistung P an und beträgt im Idealfall P = 100%.

In der Praxis liegt der Absorptionsgrad alpha <= ?(1)?%.
Der Rest wird ?(2)? oder ?(3)?

A

(1) 30
(2) reflektiert
(3) transmittiert

29
Q

Abtragsmechanismen

Es gibt 3 verschiedene Abtragsmechanismen: ??

A

Sublimationsabtrag

Schmelzabtrag

Abtrag von festem Werkstoff

30
Q

Abtragsmechanismen

Sublimationsabtrag 
Schmelzabtrag 
Abtrag von festem Werkstoff 
\_\_\_\_\_
Abhängig von der ?(1)? des Lasers, dem ?(2)? und der ?(3)? bilden sich die oben genannten drei Mechanismen beim Abtragen unterschiedlich stark aus.
A

(1) eingestrahlten Energie E
(2) Absorptionsgrad alpha
(3) Werkstoffparameter

31
Q

Einfluss der Pulsdauer

Die Pulslänge deltat hat erheblichen Einfluss auf was?

A

das Bearbeitungsergebnis

32
Q

Einfluss der Pulsdauer

cw-Betrieb oder langer Pulsdauer:

  • ?(1)? und ?(2)? dominierend
  • große thermisch beeinflusste Zone, Mikrorisse, Ablagerungen auf Oberfläche, Gratbildung

Ultrakurpulslasern (ab Pikosekundenbereich):

  • ?(3)? dominierend
  • keine ?(4)? Schmelzbildung
A

(1) Schmelzbetrag
(2) Festkörperabtrag
(3) Sublimationsabtrag
(4) Schmelzbildung

33
Q

Anwendung cw- und gepulste Laser

FOLIE 19 ansehen

(diese Varianten wohl nicht mehr so relevant)

A

…

34
Q

Strahlführung

Abhängig vom eingesetzten Laser können folgende Führungssysteme verwendet werden: ?? (3)

A

Linearachsen (Spiegel)

Rotationsachsen (Spiegel)

Lichtwellenleiter

(Abbildungen Folie 20 ansehen!)

35
Q

Strahlführung

Die Führungssysteme lassen sich grundlegend in ?(1)? und ?(2)? unterscheiden

A

(1) spiegelbasierend

(2) faserbasierend

36
Q

Führungssysteme - Strahlführung

Linearachsen (Spiegel)

Anforderungen: ??
Anwendungen: ??

A

Anforderungen:
optische Achse parallel zu mechanischer Linearachse

Anwendungen:
große, kartesische Arbeitsräume, hohe Geschwindigkeiten v

37
Q

Führungssysteme - Strahlführung

Rotationsachsen (Spiegel)

Anforderungen: ??
Anwendungen: ??

A

Anforderungen:
optische Achse identisch mit mechanischer Rotationsachse

Anwendungen:
kleine, komplexe Arbeitsräume
Orientierungsachsen (Arbeitskopf)
nur für rotationssymmetrische Strahlen

38
Q

Führungssysteme - Strahlführung

Lichtwellenleiter

Anforderungen: ??
Anwendungen: ??

A

Anforderungen:
optische Achse ist von der mechanischen Achse entkoppelt

Anwendungen:
beliebige Arbeitsräume
nicht für alle Laser und Leistungen

39
Q

Laserschneiden

Fokussierung des Laserlichts in ?(1)? geometrisch bestimmten Spot

Energieeintrag Esube durch Laserstrahl sorgt für ?(2)?

?(3)? sorgt für Abtransport des Werkstoffes aus der Bearbeitungszone

A

(1) kleinem
(2) Materialabtrag
(3) Hilfsgas

40
Q

Nenne mind. 3 Vorteile des Laserschneidens: ??

A
  • Energieeintrag Esube ausschließlich in Bearbeitungszone
  • kleiner wärmebeeinflusster Bereich
  • komplexe Geometrien bearbeitbar
  • kein Kontakt, keine Prozesskräfte F, keine Werkzeuge
  • Geschwindigkeit v, Kosteneffizienz
41
Q

Laserstrahlschneiden kann in welche Verfahrensvarianten eingeteilt werden? (3)

A

Laserstrahl-Brennschneiden

Laserstrahl-Schmelzschneiden

Laserstrahl-Sublimierschneiden

42
Q

Der Werkstoff wird bis zur Zündtemperatur erhitzt und durch Zufuhr von Sauerstoff verbrannt.

Welche Verfahrensvariante des Laserstrahlschneidens liegt vor?

A

Laserstrahl-Brennschneiden

43
Q

Der Werkstoff wird durch den Laserstrahl aufgeschmolzen und mit Hilfe eines reaktionstragenden Gases aus der Schnittfuge geblasen.

Welche Verfahrensvariante des Laserstrahlschneidens liegt vor?

A

Laserstrahl-Schmelzshneiden

44
Q

Der Werkstoff wird auf Sublimationstemperatur erhitzt und mit Hilfe eines reaktionstragenden Gases aus der Schnittfuge geblasen.

Welche Verfahrensvariante des Laserstrahlschneidens liegt vor?

A

Laserstrahl-Sublimierschneiden

45
Q

Laserstrahl-Brennschneiden kommt bei was zur Anwendung?

A

beim Trennen von Metallen

46
Q

Laserstrahl-Schmelzschneiden kommt bei welchen Werkstoffen zur Anwendung? (2)

A

hochlegierte Stähle

Nichteisenmetalle

47
Q

Laserstrahl-Sublimierschneiden kommt bei welchen Werkstoffen zur Anwendung? (3)

A

Holz

Papier

Kunststoff

48
Q

Laserstrahl-Werkstoff-Interaktion beim Laserstrahl-Schneiden:

Die ?(1)? dient als Dichtung für die ?(2)? zum Laserstrahl hin.

Das ?(3)? kühlt zum Teil die Linse und verhindert somit eine ?(4)? dieser (Effekt der thermischen Linse)

Das Prozessgas kann ein ?(5)?- oder ?(6)?gas sein.

Prozessgasdruck psubg ist ein entscheidender Faktor für die maximale ?(7)?

A

(1) Linse
(2) Düse
(3) Prozessgas
(4) Ausdehnung
(5) Inertgas
(6) Schneidgas
(7) Bearbeitungsdicke

Folie 23 ansehen

49
Q

Laserbohren

Fokussierung des Laserlichts in kleinem, geometrisch ?(1)? Spot

?(2)? durch Laserstrahl sorgt für Materialabtrag

?(3)? sorgt für Abtransport des Werkstoffes aus der Bearbeitungszone

A

(1) bestimmten
(2) Energieeintrag Esube
(3) Hilfsgas

50
Q

Nenne mind. 3 Vorteile des Laserbohren!

A

Vorteile:
- Energieeintrag ausschließlich in Bearbeitungszone

  • kleiner wärmebeeinflusster Bereich
  • komplexe Geometrien bearbeitbar
  • kein Kontakt, keine Prozesskräfte F, keine Werkzeuge
  • Geschwindigkeit v hoch und dadurch Kosteneffizienz
51
Q

Laserbohren

Entkopplung des Strahls im rotierendem dove-Prisma erzeugt Rotation der Strahlachse in sich selbst und im Bezug auf das Werkstück

Eine Rotation der Prismenachse erzeugt zwei Umdrehungen n der Strahlachse

Variation der Prismenchase erzeugt unterschiedliche Bohrdurchmesser

Folie 26!

A

…

52
Q

Laserfräsen

Gepulstes Laserlicht wird für einen ?(1)? verwendet

pro Puls wird eine ?(2)? Werkstoffmenge abgetragen

Laserstrahl wird über die Oberfläche bewegt um die benötigten Features zu erzeugen

Pulsanzahl pro Position bestimmt die ?(3)?

A

(1) 3D Materialabtrag
(2) geringe
(3) Strukturtiefe

53
Q

Nenne Vorteile des Laserfräsen: ?? (3)

A

Vorteile:
- hohe Auflösung, hohe Präzision

  • etabliertes Verfahren in der Mikroproduktionstechnik
  • Spotdurchmesser dsubu >= 1 mikrometer
54
Q

Laserbearbeitungszentren

Entwicklung von Fertigungstechnologien für die hochpräzise Laserbeschichtung

Hochpräzisions-5-Achsbearbeitung

Festkörperlaser mit Pulsdauer im Pikosekundenbereich: Nd: YAG

Verbindung zwischen “klassischem” Maschinenbau und Lasertechnologien

–> siehe Folie 29

A

…

55
Q

Laserbearbeitung

Entwicklung eines effizienteren Verfahrens für die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen

Forschungsthemen: SIEHE FOLIE 30!

A

!

56
Q

Gezielte Modifikation der Oberfläche mit Pikosekundenlaser

Forschungsthemen: siehe FOLIE 31!

A

!

57
Q

Biodegradierbare Stents

–> Folie 32+33

A

..

58
Q

Lasertexturierung von Zahnimplantate

–> Folie 34+35

A

…

59
Q

Nenne mind. 3 Vorteile der Laserstrahlverfahren! (WICHTIG mMn)

A

Vorteile:
- Bearbeitung unabhängig von Härte H und Festigkeit

  • kein Werkzeug, daher kein Verschleiß davon
  • hohe Formgenauigkeit GsubF
  • Bearbeitung mit hohen Geschwindigkeiten v möglich
  • gratfrei und geringe Rauheitswerten
60
Q

Nenne mind. 3 Nachteile der Laserstrahlverfahren! (WICHTIG mMn)

A

Nachteile:

  • geringer energetischer Wirkungsgrad (< 30%)
  • -> nur 30% können absorbiert werden
  • hohe Investitionskosten
  • thermisch induzierte Spannungen
  • giftige und krebserregende Verbrennungs- und Pyrolyseprodukte

FT (19 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions