Qualitätsbestimmende Prozeßparameter Beim Einzelpulsbohren Mit Einem Nd: Yag-Slablaser

ISBN-13: 9783519062431 / Niemiecki / Miękka / 1999 / 172 str.

Hansjorg Rohde

Opis

Schon wenige Jahre nach der Vorstellung des ersten funktionierenden Lasers im Jahr 1960 wurde ein Nd: YAG-Festkorperlaser zum Bohren von Uhrenlagersteinen industriell eingesetzt 1], 2]. Trotzdem ist das Laserbohren heute gegenuber dem Laserschneiden und -schweissen im industriellen Bereich wenig vertreten 3]. Die wesentlichen Ursachen fur die geringere Verbreitung des Laserbohrens liegen in der zu ungenauen Reproduzierbarkeit der Bohrungsdurchmesser und der grossen Konizitat der Bohrungen. Auch Schmelzablagerungen an den Bohrungen machen speziell bei Mikroanwendungen oftmals weiterhin eine Nachbearbeitung notwendig. Um diese Nachteile beheben zu konnen, ist sowohl ein vollstandiges Verstandnis der physikalischen Prozesse beim Bohrvorgang notwendig als auch die Entwicklung von neuen Strahlquellen mit entsprechend hoher Strahlqualitat erforderlich. Um bei Festkorperlasern eine gute Strahlqualitat bei gleichzeitiger Erhohung der Laserleistung zu erzielen, mussen die unerwunschten optischen Effekte, wie die thermische Linsenbildung und die thermi schen Spannungen, im Lasermedium kompensiert werden 4]. Losungsmoglichkeiten bestehen entweder in der Verwendung eines instabilen Resonators 5] oder im Einsatz von einer Kristallgeometrie in Forme einer Platte (eng.: Slab) gegenuber dem bisher verwendeten zylinderformigen Laserstab (eng.: Rod) 6

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Physikalische Prozesse beim Laserstrahlbohren.- 3 Experimentelle Versuchseinrichtung und Durchführung der Versuche.- 4 Diagnoseverfahren beim Einzelpulsbohren.- 5 Experimentelle Ergebnisse zum Einzelpulsbohren mit unmodulierten Laserpulsen.- 6 Experimentelle Ergebnisse zum Einzelpulsbohren mit adaptierten Laserpulsen.- 7 Diskussion der Bohrergebnisse.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.- Danksagung.

Blurb

Aus dem Inhalt: 1) Einleitung - Konventionelle Bohrverfahren - Laserstrahlbohren - Zielsetzung und Vorgehen 2) Physikalische Prozesse beim Laserstrahlbohren - Absorptionsmechanismen bei Metallen - Wärmeleitung und Aufheizvorgang - Materialabtrag durch Verdampfung und Schmelze 3) Experimentelle Versuchseinrichtung und Durchführung der Versuche - Aufbau des verwendeten Nd:YAG Slablasers - Leistungs- und Strahlqualitätsdaten - Strahlformung - Glasdüse und Prozeßgas - Versuchswerkstoff - Verfahren zur Ermittlung der Bohrlochgeometrie 4) Diagnoseverfahren beim Einzelpulsbohren - Versuchsaufbau zur Analyse der Bohrlochbildung - Beschreibung und Klassifizierung der Bohrlochbildung - Aussehen der Bohrungen - Phänomelogische Zuordnung der HeNe-Signale - Zusammenfassende Deutung der HeNe-Signale 5) Experimentelle Ergebnisse zum Einzelpulsbohren mit unmodulierten Laserpulsen - Grundsätzliche Zusammenhänge - Einfluß der Fokusgeometrie - Einfluß der Pulsdauer - Einfluß des Gasdrucks - Einfluß der Fokuslage - Einfluß der Intensität - Zusammenfassung der Ergebnisse für unmodulierte Laserpulse 6) Experimentelle Ergebnisse zum Einzelpulsbohren mit adaptierten Laserpulsen - Berechnete Austrittsdurchmesser - HeNe-Signale und Gesamtzeiten - Lochdurchmesser - Abtragsrate - Lochform und Qualität - Vergleich zwischen verschiedenen Laserpulsformen 7) Diskussion der Bohrergebnisse - Vergleich der Ergebnisse mit den bestehenden Bohrmodellen - Erklärungsmodell zum Bohrprozeß bei Durchgangsbohrungen - Optimale Bohrbedingungen 8) Zusammenfassung und Ausblick 9) Literaturverzeichnis Anhang