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Fertigungstechnik 1 (VL+UE) > VL12+AK Fragen > Flashcards

VL12+AK Fragen Flashcards

1
Q

Weißes Licht: Eigenschaften

A

 Polychrom: elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Wellenlänge

 Geringer Kohärenzgrad, kurze Wellenzüge

 Hohe Divergenz, breite Streuung und Aufweitung, schlechte Fokussierbarkeit und geringe Intensität bzw. Strahldichte

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2
Q

Laserstrahlung: Eigenschaften

A

 Monochrom: elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge

 Hoher Kohärenzgrad, lange Wellenzüge

 Geringe Divergenz, nahezu geradlinige Ausbreitung mit geringer Aufweitung, gute Fokussierbarkeit und hohe Intensität bzw. Strahldichte

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3
Q

Wofür steht LASER

A

LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

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4
Q

Schematischer Aufbau eines Lasers

Beschrifte und erkläre

A

 Pumpquelle → regt laseraktives Medium an

 Laseraktives Medium → ermittiert monochromatische Laserstrahlung

 Resonator → verstärkt Energie der Laserstrahlung

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5
Q

Was ist eine Besetzungsinversion und wo wird sie erzeugt?

A

Besetzungsinversion

 Mehr Elektronen des laseraktiven Mediums finden sich im angeregten metastabilen Energiezustand als im Grundzustand  Zur Erzeugung benötigt: Pumpquelle

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6
Q

Was ist die Voraussetzung für induzierte Strahlungsemission bei einem 3-Niveau Laser mit einem metastabilen Energieniveau & ermöglicht damit das Entstehen von Laserstrahlung?

A

 Besetzungsinversion

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7
Q

Laserstrahl oft nicht sichtbar, welches Synonym wird für Beschreibung seiner Geometrie herangezogen?

A

Strahlkaustik

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8
Q

Strahlradius Formel

A
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9
Q

Strahlparameterprodukt Formel

A
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10
Q

Strahlkaustik

A

Intensitätsverteilung in und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Strahls

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11
Q

Strahlparameterprosukt: Grundmode, höhere Moden

Strahlqualität

und erkläre die Beugungszahl

A
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12
Q

Untere physikalische Grenze des Strahlparameterprodukts

A
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13
Q

Welchen Betriebsmodul weisen Laserstrahlquellen auf, die für Laseroberflächenbehandlung eingesetzt werden?

A
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14
Q

Pulsbetrieb (pw-Betrieb: pulse wave)

Idealisierter Pulslaser und Realistische Laseremissionscharakteristik eines Kurzpulslasers

A
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15
Q

Welche Betriebsart eignet sich für das Laserstrukturieren?

A

 Pulsbetrieb → möglichst wenig Schmelze soll entstehen → Material erhitzt schnell und verdampft

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16
Q

Welche Betriebsart eignet sich für Laserhärten?

A

 Dauerstrichbetrieb → Werkstoff soll nur erhitzt werden → Werkstoff soll nicht verdampfen

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17
Q

Schematischer Aufbau einer Laserstrahlstrukturieranlage

A
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18
Q

Fertigungsprozesse: Laser

A
  • Laserstrahlabtragen (Abtragen)
  • Laserstrahlschneiden (Trennen)
  • Laserstrahlhärten, -legieren, -dispergieren, -auftragschweißen (Oberflächenbehandlung)
  • Laserstrahlschweißen, -löten (Fügen)
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19
Q

In Abhängigkeit der Strahlungsintensität, der Einwirkdauer und der Werkstoffkennwerte werden unterschiedliche thermische Effekte erzielt

A

• Erwärmen, Erhitzen • Schmelzen • Verdampfen, Sublimieren

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20
Q

Einfluss der Einwirkzeit beim Laserstrahlabtragen

21
Q

Prozessstellgrößen beim Laserabtragen

22
Q

Verfahren des Laserstrahlabtragens

A

 Laserstrahlbohren

→ Partieller Werkstoffabtrag mittels Schmelzen oder Verdampfung/ Sublimation

→ durch Umwandlung von Laserenergie in Wärme

→ Einsatz gepulster Laserstrahlquellen

→ kurze Einwirkzeiten & hohe Intensität

 Laserstrahlstrukturieren

→ Partieller Werkstoffabtrag mittels Verdampfen/ Sublimation

→ durch Umwandlung von Laserenergie in Wärme

→ Einsatz gepulster Laserstrahlquellen

→ quasi trägheitsfreie Strahlführung über Galvanospiegel

23
Q

Verfahren der Laseroberflächenbehandlung + verschiedene Formen von Zusatzwerkstoffen

A

Ohne Zusatzwerkstoff:  Laserhärten  Laserumschmelzen

Mit Zusatzstoff:  Laserlegieren  Laserdispergieren  Laserbeschichten (z. B. Laserauftragsschweißen) → Zusatzwerkstoff in Form von Pulver, Draht, Paste

24
Q

Laseroberflächenbehandlung ohne Zusatzwerkstoff

A

 Laserhärten: Erwärmung über die Austenitisierungstemperatur → Martensit bildet sich → Grundstruktur bleibt erhalten

 Laserumschmelzen: Aufschmelzung des Grundwerkstoffs → homogenes, feinkörniges Gefüge bildet sich → Homogene, feinkörnige Struktur

25
Q

Gefüge einer laserdispergierten Randzone

26
Q

Gefüge einer laserlegierten Randzone

27
Q

Welches Verfahren eignet sich zum lokalen Verschleißschutz von Oberflächen?

A

 Laserbeschichten  Laserhärten  Laserdispergieren  Laserlegieren

28
Q

Pulver: Vor- und Nachteile

29
Q

Draht: Vor- und Nachteile

30
Q

Laser: Vor und Nachteile

31
Q

Muss die Wellenlänge der Pumpstrahlung zur Anregung von Elektronen vom Grundniveau ins Pumpniveau größer, kleiner oder gleich der Wellenlänge der Laserstrahlung sein?

A

 Pumpstrahlung muss Elektronen mit einer höheren Energie anregen → dazu wir ein größerer Energiegehalt benötigt → kleinere Wellenlänge ist energiereicher

32
Q

Muss die Wellenlänge der Strahlung, die den Übergang des angeregten Elektrons vom methastabilen Energieniveau zum Grundniveau induziert, größer, kleiner oder gleich der Wellenlänge der Laserstrahlung sein?

A

 Die induzierte Strahlung muss die gleiche Wellenlänge haben

33
Q

Wasserstrahlsysteme

A

Reinwasserstrahl (RWS)

  • Wasser unter Druck wird an der Düse in einen Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl umgeformt
  • weiche, duktile, empfindliche Werkstoffe

Wasser-Abrasiv Injektorstrahl (WAIS)

  • zugeführte abrasive Partikel werden durch RWS beschleunigt
  • (Hoch)feste Werkstoffe

Wasser-Abrasiv Suspensionsstrahl (WASS)

  • Hochdrucksuspension aus Wasser und Abrasiv wird durch eine Düse beschleunigt
34
Q

Verfahrensvarianten Wasserstrahlbearbeitung

A

Schneiden

Abtragen

35
Q

Hauptprozessparameter Wasserstrahlbearbeitung

A

Vorschub

Wasserdruck

Abrasivmassenstrom

36
Q

Phasen des Abtragens mit Reinwasserstrahl

A

 Phase 1: Aufprall

 Phase 2: Zerrüttung/ Rissbildung

 Phase 3: Erosion

37
Q

Zusätzliche Abtragsphasen beim AbrasivWasserstrahlschneiden im Vergleich zum ReinWasserstrahlschneiden

A

 Eindringen des Partikels

 Plastische Verformung

 Austrittphase & Spanabwurf

38
Q

Beschrifte

39
Q

Typische Phänomene beim Schneiden durch chronologische Überlagerung von Energieverlusten und zyklischen Prozessen

A

 Riefen  Strahlnachlauf  Schnittwinkel

  • > Konturverletzungen
  • > höhere Schnittqualität bei langsameren Vorschub
40
Q

Bearbeitungsfehler beim Wasserstrahlschneiden

41
Q

Charakteristika beim Wasserstrahlschneiden

A

 Strahleintritt: → Kantenverrundung → Größere Schnittfugenbreite → Strahleinflusszone → Glattschnittzone  Strahlaustritt: → Gratbildung → Kleinere Schnittfugenbreite

42
Q

Prozessstellgrößen beim Reinwasserstrahlschneiden

A

 Pumpendruck  Düsenabstand  Düsendurchmesser  Vorschubgeschwindigkeit

43
Q

Zusätzliche Prozessstellgrößen, die beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden im Vergleich zum Rein-Wasserstrahlschneiden dazukommen

A

 Art des Abrasivmittels  Körnung

 Massenstrom  Fokusdurchmesser  Fokuslänge

47
Q

Welche drei Bearbeitungsfehler können bei der Bearbeitung von Verbundwerkstoffen mit dem (Rein-) Wasserstrahl auftreten?

A

Riefenbildung, Freispülen der Fasern, Rissbildung in der Matrix

Fertigungstechnik 1 (VL+UE) (25 decks)

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