Überwachung der Struktureigenschaften beim Oberflächenstrukturieren mit ultrakurzen Laserpulsen:
Gespeichert in:
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| Veröffentlicht: |
München
Utz, Wiss.
2013
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| Schriftenreihe: | Laser in der Materialbearbeitung
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INHALTSVERZEICHNIS
LISTE DER VERWENDETEN SYMBOLE 9
KURZFASSUNG 13
EXTENDED ABSTRACT 15
1. EINLEITUNG 19
1.1. MOTIVATION UND ZIELSETZUNG 19
1.2. AUFHAU LOR ARBEIT 20
2. GRUNDLAGEN ZUM OBERFLAECHENSTRUKTURIEREN MITTELS ULTRAKURZPULSLASERN
23
2.1. INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN DOS OBERFLAECHENSTRUKTURIERENS 23
2.2. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN BEIM STRUKTURIEREN MIT LASER PULSEN ... 25
2.2.1. ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG UND DEREN WECHSELWIRKUNG MIT
MATERIE 25
2.2.2. YVAERMELEITUNG IN METALLEN 30
2.2.3. LASERINAT.ERIALABTRAG 33
2.2.4. PROZESSLEUCHTEN 3G
2.2.5. THERMISCHE STRAHLUNG 3 (J
2.3. VERFAHRENSGRUNDLAGEN ZUM OBERFLAECHENSTRUKTURIEREN 40
3. STAND DER TECHNIK BEI DER PROZESSIIBERWACHUNG VON LASERVERFAHREN 45
3.1. PROZESSUEBERWACHUNG BEIM LASERSCHWEISSEN 47
3.2. PROZESSVEVSTAENDNIS ZUM LASERABTRAG 48
3.3. PROZESSIIBERWACHUNG BEIM LASERBOHREN 51
3.4. STRUKTUREIGENSCHAFTEN BEIM OBERFLAECHENSTRUKTURIEREN 54
4. EXPERIMENTELLE GRUNDLAGEN UND AUSWERTUNGSMETHODEN 57
4.1. VERWENDETE LASERSYSTEME 57
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IMAGE 2
C
INHALTSVERZEICHNIS
4.2. CHARAKTERISIERUNG DER NAEPFCHENGEONIETRIE 58
4.3. EXPERIMENTELLE; AUFBAUTEN ZUR BEOBACHTUNG DES PROZESSLEUCHTENS . .
59
4.3.1. KOAXIALE AUFNAHME DER PROZESSEMISSION MITTELS EINER PHO
TODIODE 59
4.3.2. BEOBACHTUNG DER PROZESSEMISSION MITTELS EINER HOCHGESCHWIN
DIGKEITSKAMERA GL
4.3.2.1. KOAXIALE ANORDNUNG DER KAMERA GL
4.3.2.2. SEITLICHE ANORDNUNG DER KAMERA G3
4.4. METHODEN ZUR AUSWERTUNG DER SIGNALINFORMATIONEN G4
4.4.1. VERARBEITUNG DES PHOTODIODENSIGNALS G4
4.4.2. AUFBEREITUNG UND ANALYSE DER BILDDATEN GG
4.5. AUFNAHME DER THERMISCHEN EIGCNSTRAHLUNG DER PROBENOBERHAECHE . . 70
5. INTEGRALE, BREITBANDIGE ERFASSUNG DER OPTISCHEN PROZESSEMISSION 73
5.1. SPEKTROSKOPISCHE ANALYSE DER PROZESSEMISSION 73
5.2. VERLAUF DES KOAXIALEN PHOTODIODENSIGNALS 7G
5.2.1. STRUKTURIERUNG MIT TYPISCHEN BEARBEITUNGSPARAMETERN ... 76
5.2.2. ATYPISCHER SIGNALVERLAUF BEI GROESSEREN STRAHLDURCHMESSERN . . 81
5.2.3. ATYPISCHER SIGNALVERLAUF BEI ERHOEHTEN FLUENZEN 85
5.3. KORRELATION DES PHOTODIODENSIGNALS MIT DEN STRUKTUREIGENSCHAFTEN .
87
5.3.1. TIEFE DER NAEPFCHENSTRUKTUREN 88
5.3.2. VOLUMEN DER NAEPFCHENST.RUKTURCN 91
5.3.3. SCHMELZERZEUGUNG 9G
5.4. UEBERWACHUNG DER PROZESSPARAMETER MITHILFE DES PHOTODIODENSIGNALS 97
5.4.1. EINFLUSS DER LASERPULSENERGIE 98
5.4.2. EINFLUSS DER FOKUSLAGE 100
5.5. PRAXISNAHE UMSETZUNGSMOEGLICHKEITEN DER STRUKTURMERKMALSIIBERWACHUNG
102
6. ORTSAUFGELOESTE, KOAXIALE ERFASSUNG DES PROZESSLEUCHTENS 105
6.1. HOCHGESCHWINDIGKEITS-AUFNAHMEN DES PROZESSES UND DEREN ANALYSE 105
G.2. KORRELATION DER BILDINFORMATIONEN MIT DEM NAEPFCHENDURCHMOSSER . 109
G.3. OPTIONEN FUER DIE INTEGRATION IN EINEM FERT.IGUNGSPROZESS 113
7. THERNIOGRAFIEKAMERAAUFNABINEN ZUR SCHMELZAUFWURFERKENNUNG 115
7.1. UNTERSUCHUNG VON MITTELS KURZPULSLASER ERZEUGTEN STRUKTUREN ... 117
7.2. UNTERSUCHUNG VON MITTELS ULTRAKURZPULSLASER ERZEUGTEN STRUKTUREN .
123
IMAGE 3
INLIALTEVNRZNIT INNS 7
7.3. RNALISIORUNGSMOEGLI :LIKSSIT.ON UND AUSBLICK 12C
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 129
A. ANHANG 135
A.L. LOESUNG DER GASDYNAMISCHON GLEICHUNGEN FUER DIE ADIABAT.ISCHO EX
PANSION 135
LITERATURVERZEICHNIS 139
DANKSAGUNG 153
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