1.1 Thematischer Hintergrund Mit der Entwicklung des Lasers zu einem In der Industriellen Fertigung eInsetz baren Werkzeug wurden neuartige Bearbeitungsverfahren eingefuhrt, die auf Grund der speziellen Eigenschaften von Laserstrahlen herkommlichen Verfah ren unter bestimmten Gesichtspunkten uberlegen sind. Trotz der Inzwischen etablierten Akzeptanz des Lasers In der Industrie verlief bisher die Entwicklung von Laserstrahlquellen getrennt von der von Bearbeitungsanlagen. Zum einen optimierten Ingenieure In Forschungsinstituten als auch In Entwicklungsabteilun gen der Laserhersteller die...

In diesem Abschnitt sollen einige einleitende Worte vorausgeschickt werden, um die Ziele dieser Arbeit zu verdeutlichen und die Vorgehensweise bei der Behandlung der verschiedenen Aspekte zu motivieren. 1. 1 Uberblick uber die Anwendungsgebiete Zunachst sei ein Blick auf die verschiedenen Laserarten und Anforderungsprofile an das Messgerat bzw. Werkzeug Laserstrahl geworfen. Die primaren Eigenschaften des Laserstrahis, die ihn von den konventionellen Lichtquellen unterscheiden und die sich aus dem Wesen der Lichterzeugung durch stimulierte Emission begrunden, sind: - Schmalbandigkeit /...

1.1 Laser fur die Oberflachen behandlung Im Gegensatz zu anderen Lichtquellen sendet der Laser einen stark gebundelten, koharenten Lichtstrahl mit hoher Energiedichte aus. Bei metallischen und vielen keramischen Werk stoffen wird die einfallende Laserenergie in einer dunnen Oberflachenschicht absorbiert, ohne tief ins Material einzudringen. So vermag der Laser gezielt Bereiche einer Werkstuckober flache innerhalb kurzester Zeit aufzuheizen. Damit laBt sich der Laser als flexibles ther misches Werkzeug in der Oberflachenbehandlung einsetzen. Bei der Oberflachenbehandlung werden Laser mit hoher...

Seit der ersten Realisierung eines Lasers hat sich fur diese sehr spezielle Lichtquelle ei- ne Fulle von Anwendungsbereichen ergeben. Ein sehr umfangreicher und vielschichtiger Bereich ist dabei die Materialbearbeitung. Unter Materialbearbeitung kann sowohl der medizinische Einsatz bei Augen- oder Herzoperationen als auch der industrielle Einsatz zum Schneiden, Schweifien oder Harten von unterschiedlichen Materialien verstanden wer- den. Die verbindende Gemeinsamkeit dieser Anwendungen ist die Materialmodifikation durch raumlich hochkonzentrierte Energie in der Form von Strahlung. Diese...

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...

Das Laserstrahlschweissen zahlt heute zu den modernsten Verfahren der Fugetechnik. Mit der Realisierung des ersten Laborlasers I] fiel 1960 der Startschuss zur Entwicklung der zum Schweissen benotigten Laserstrahlquellen. Seit damals wurden immer leistungsflihigere und zuverlassigere Strahlquellen entwickelt, so dass heute fi1r den industriellen Einsatz Laser mit Strahlleistungen bis zu 40 kW (C0-Laser) verrugbar sind. Inzwischen werden per annum 2 weltweit etwa 8000 neue Lasersysteme fiir die Materialbearbeitung installiert 2]. Diese Nachfrage nach Laseranlagen und der Nutzen dieser...

Seit der erstmaligen Realisierung des CO2-Lasers im Jahre 1964 durch Patel 1] hat die ser Gaslaser eine diversifizierte Entwicklung mit extremen Leistungssteigerungen durchge macht, von anfii.nglich einigen mW bis heute einige 10 kW. Nicht zuletzt dadurch gewinnt er seit einigen Jahren als thermisches Werkzeug fiir industrielle Anwendungen zuneh mend an Bedeutung. Insbesondere in der Fertigung hat er sich sowohl in traditionellen Verfahren wie Trennen und Fiigen, als auch bei neuartigen Techniken wie Abtragen und Oberfiii.chenveredeln (Umschmelzen, Legieren etc.) bewiihrt. Der Vorteil...

1.1 Motivation und Ziele der Computersimulation in der C02- Laserentwicklung Wachsende Anspruche an Auskoppelleistung und Strahlqualitat von Hochleistungsgasla sern fur den Einsatz in der Materialbearbeitung I] bei gleichzeitig niedrigen Investitions und Betriebskosten erfordern schnelle und zuverlassige Methoden der Vorprojektierung. Hier wird der Laserentwicklung durch die diversen Simulationsmodelle ein wertvolles In strumentarium angeboten, das ein Einfliessen optimaler Betriebsparameter bereits in der Auslegungsphase neuer Lasersysteme ermoglicht. Uber eine Variation der technischen Vor...