Autor

Michel Layher

Betreuende Hochschulen
Technische Universität Ilmenau, Univ.-Prof. Dr.-Ing. René Theska
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Zusammenfassung

Die Technologie des großvolumigen Schmelzschichtens bildet einen Teilbereich der additiven Fertigungsverfahren und zeichnet sich durch leistungsfähige Extrudiersysteme mit hohen Austragsraten (>1,5 kg/h) und verhältnismäßig großen Düsendurchmessern (3 - 15 mm) aus. Obwohl der auf Granulat basierende Prozess ein deutlich größeres Anwendungsspektrum hinsichtlich zu verarbeitender Kunststoffe bietet und zudem deutlich reduzierte Fertigungszeiten sowie die Herstellung wesentlich größerer Komponenten (>2 m³) ermöglicht, bringt er gleichzeitig neue Herausforderungen hinsichtlich der Herstellung von Bauteilen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften mit sich. Besonders der im Vergleich zum Filamentverfahren deutlich größere Düsendurchmesser und die daraus resultierende Stranggeometrie führen zu einer Skalierung des für die additive Materialextrusion charakteristischen Aufbaus der Bauteile. Dadurch treten technologiebedingte Merkmale (bspw. Treppenstufeneffekt, Hohlräume, etc.) deutlich prägnanter zum Vorschein. Die generierten Bauteile besitzen ein orthotropes Verhalten.

Weiterlesen: 2024 - Maschinen- und Verfahrensentwicklung zum laserunterstützten, großvolumigen Schmelzschichten

Autor

Christian Schindler

Betreuende Hochschulen
Technische Universität Ilmenau, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann
Ruhr Universität Bochum, Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Ostendorf
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Zusammenfassung

Im Rahmen der Arbeit wurden Abtragsverfahren zur Formgebung optischer Komponenten aus mineralischem Glas mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung untersucht. Für diese Untersuchungen wurden ein experimenteller ps- und ein fs-Aufbau konzipiert, umgesetzt, optimiert und charakterisiert sowie Analysemethoden zur Probenbewertung entwickelt. Aus den Untersuchungen zu den ausgewählten Gläsern ergibt sich, dass mit Verwendung ultrakurzer Laserpulse prinzipiell das gesamte Materialspektrum bearbeitbar ist, wenngleich sich die Bearbeitungsergebnisse unterscheiden.

Für einen schichtweisen Abtrag wurden plausible Parameterräume definiert, in denen der Ablationsprozess stabil in Bezug auf ausgewählte Zielgrößen beschrieben werden kann. Experimentell zeigten sich der glasspezifischen Bandlücke sowie der applizierten Wellenlänge nach steigende Grenzwerte für die zur Ablation notwendigen Fluenz. Beim Vergleich der Pulsdauerregime zeigte sich, dass für einen einsetzenden ps-Abtrag höhere Fluenzwerte als für einen fs-Abtrag appliziert werden müssen.

Weiterlesen: 2020 - Formabtrag an mineralischen Gläsern mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung

Autor

Andreas Patschger

Betreuende Hochschulen
Technische Universität Ilmenau, Prof. Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Zusammenfassung

Für die prozesssichere Anwendung des Laserstrahl-Mikroschweißens im industriellen Umfeld ist die Kenntnis des Prozesses von immanenter Bedeutung. Daher wird in vorliegender Arbeit der Laserstrahl-Mikroschweißprozess anhand von metallischen Folien systematisch charakterisiert.

Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien beeinträchtigen der thermisch induzierte Verzug und die daraus resultierende Spaltbildung den reproduzierbaren Schweißprozess. Der freie, unbehinderte Verzug steigt exponentiell mit sinkender Materialstärke an. Daher muss der Verzug durch Maßnahmen der Prozessführung und durch eine optimierte Spannvorrichtung minimiert werden. Dafür werden die Einflüsse auf den Verzug und die korrespondierenden Temperaturfelder untersucht und Regeln für die verzugsarme Bearbeitung abgeleitet. Diese betreffen die Gestaltung des Schweißregimes, die Wahl von Fokusdurchmesser und Péclet-Zahl für den Schweißprozess sowie das eingesetzte Strahlprofil. Zusätzlich erreicht ein neuartiges Spannkonzept für metallische Folien einen minimierten Verzug zwischen den Fügepartnern.

Weiterlesen: 2016 - Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von...

Autorin

Kerstin Hecht

Betreuende Hochschulen
Technische Universität Ilmenau, Prof. Dr.-Ing. Dr. rer. oec. Dagmar Hülsenberg
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Zusammenfassung

Das Ziel der Laserstrahlpolitur (LSP) ist die gleichmäßige und formerhaltende Glättung des Rauheitsprofils einer Quarzglasoberfläche in kürzester Zeit. Die Laserstrahlung wirkt dabei unabhängig von der Geometrie der zu polierenden Oberfläche in der Art eines schnellen Subaperturwerkzeuges. Die Untersuchungen der Prozesseinflussgrößen, der Wechselwirkungen zwischen Laserstrahlung und Quarzglas sowie die Auswertung der Ergebnisse hinsichtlich Oberflächenqualität, der Beeinflussung von Spannungen und mechanischen Eigenschaften unterstützen die Entwicklung eines industriell einsetzbaren Laserstrahlpolierverfahrens.

Weiterlesen: 2012 - Entwicklung eines Laserstrahlpolierverfahrens für Quarzglasoberflächen

Autorin

Uta Jauernig

Betreuende Hochschulen
Technische Universität Ilmenau, Prof. Dr. rer. nat. Sinzinger
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

Zusammenfassung

Die Entwicklung von Technologien für lithografische Prozesse zur Herstellung hochfrequenter diffraktiver Dünnschichtbauelemente direkt auf den Stirnflächen von Lichtleitfasern erfordert die Modifizierung der für die Prozessdurchführung auf Wafern optimierten lithografischen Verfahren. Dies umfasst die Schichtherstellung, einzustellende Prozessparameter und die Prozessführung.

Durch die Strukturierung metallischer Schichten werden faserbasierte Lithografiemasken für die Faser-zu-Faser-Belichtung zur effizienten und reproduzierbaren Fotolithografie auf Faserstirnflächen erzeugt.

Weiterlesen: 2012 - Herstellung funktioneller Dünnschichtelemente auf den Stirnflächen von Lichtleitfasern...