Forschung an der GSaME - Status und Ergebnisse 2012
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Schnittgeschwindigkeiten positiv auf die Bearbeitungszeit <strong>und</strong> –qualität aus. Durch dieAnpassung des Spitzenwinkels des Bohrwerkzeugs können Fehlerbil<strong>der</strong> wie Delamination,Gratbildung <strong>und</strong> Ausfr<strong>an</strong>sung auf <strong>der</strong> Bohrungseintrittsseite fast komplett vermieden werden.Hierbei wird <strong>an</strong>stelle eines Spitzenwinkels von σ = 155° ein Spitzenwinkel von σ = 195°eingesetzt, <strong>der</strong> den Werkstoff zuerst <strong>an</strong> <strong>der</strong> Schneidenecke zersp<strong>an</strong>t <strong>und</strong> somit zu einersignifik<strong>an</strong>ten Qualitätssteigerung führt. Der Einsatz von speziell entwickelten Schichtsystemenwie <strong>der</strong> N<strong>an</strong>ocomposites-Beschichtung führt einerseits zur Reduktion desWerkzeugverschleißes <strong>und</strong> <strong>an</strong><strong>der</strong>seits zur Steigerung <strong>der</strong> Bearbeitungsqualität.Nur im Zusammenspiel <strong>der</strong> gesamten Einflussfaktoren von Bearbeitungsparameter <strong>und</strong> -strategie sowie Werkzeugkonzept <strong>und</strong> Beschichtungstechnik können Fortschritte in <strong>der</strong> CFK-Zersp<strong>an</strong>ung erzielt werden <strong>und</strong> die Bauteilherstellkosten gesenkt werden.ThemaC7: Diagnostik für den LaserschneidprozessDoktor<strong>an</strong>d:Dipl.-Wirtsch.-Ing. David SchindhelmThesis Committee: Prof. Dr. phil. nat. habil. Thomas Graf (IfSW)Prof. Dr.-Ing. M<strong>an</strong>fred Berroth (INT)Projektbeginn: 01.06.2008ZusammenfassungGegenst<strong>an</strong>d <strong>der</strong> Arbeit ist die sensorbasierte Überwachung des CO 2-Laserschneidprozessesvon Metallen mit dem Ziel, akute Fehlschnitte wie beispielsweise den Schnittabriss in Edelstahl<strong>und</strong> Baustahl zu detektieren. Hierfür wurde <strong>der</strong> CO 2-Laserrückreflex während desSchneidprozesses koaxial erfasst <strong>und</strong> ausgewertet.Es wurde erforscht, dass maximal 10% des absolut zurückreflektierten Laserlichtes aus <strong>der</strong>Schnittfuge stammen. Der Großteil <strong>der</strong> Strahlung wird somit von <strong>der</strong> nicht aufgeschmolzenenWerkstückoberseite reflektiert.Daher k<strong>an</strong>n zusammengefasst resümiert werden, dass die breitb<strong>an</strong>dige, d. h. über daskomplette Blechdickenspektrum gültige, Erkennung des Schnittabrisses mittels CO 2-Laserrückreflex nicht möglich ist. Des Weiteren weist <strong>der</strong> Sensor eine zu niedrigeZerstörschwelle auf.Es wurde darüber hinaus erk<strong>an</strong>nt, dass <strong>der</strong> CO 2-Laserrückreflex eine große Fokuslagen-Abhängigkeit aufweist. Diese Erkenntnis k<strong>an</strong>n genutzt werden, um während desLaserschneidprozesses die absolute Fokuslage sowie einen möglichen Fokuslagenshift zudetektieren.58
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