IGF-Nr.: 19.961N / Zeitlich und örtlich geregelte Temperaturfelder bei der Materialbearbeitung mit dem Elektronenstrahl und Laserstrahl

Produktinformationen

Beim Fügen bzw. Härten mit dem Elektronenstrahl (EB) bzw. Laserstrahl (LB) können zeitlich und örtlich geregelte Temperaturfelder, beim EB sogar parallel zum Prozess, auf der Werkstückoberfläche aufgebracht, zur Eigenspannungs- und/oder Verzugsminimierung, zur Einstellung spezieller Werkstoffeigenschaften (insbesondere beim Härten) und zum Vorwärmen eines Bauteils (insbesondere beim Schweißen) vorteilhaft eingesetzt werden.
Die heutige Simulation ist in der Lage, die zeitabhängige Soll-Temperaturverteilung an der Oberfläche eines Bauteils bereitzustellen, so dass auch im Inneren des Bauteils die bestmögliche Temperaturverteilung erreicht wird.
Eine Regelung stellt diese aus der Simulation errechneten Temperaturfelder beim Strahl-Prozess beispielsweise durch ein optimiertes Überfahren der Oberfläche bei gleichzeitiger Variation der Strahlleistung sicher.
Forschungsziel ist die Realisierung eines solchen Systems. Zur Temperaturerfassung an der Bauteiloberfläche kommt eine geeignet kalibrierte Thermografiekamera zum Einsatz. Durch Vergleich von Ist- und Soll-Zustand (Simulation) kann der Bearbeitungsstrahl geregelt werden.
Hauptarbeitspunkte sind: Kalibrierung der Emissionsmessung (Arbeiten im Vakuum und an Atmosphäre), Entwicklung eines Softwaretools zum Soll/Ist-Vergleich inkl. eines Regelkreises und exemplarische Umsetzung.
Die wirtschaftliche Relevanz ist für Anlagenhersteller und Anwender der EB- und LB-Technologie gegeben. Anlagenhersteller (kmU) können ihr Produktportfolio erweitern, die schnelle Strahlablenkung kann gewinnbringend zum Einsatz gelangen, somit erfolgt eine Erweiterung des Marktes für Produzenten von Strahl-Anlagen. Ferner erfolgt eine Erweiterung des Marktes für Zulieferer und Job-Shopper (kmU) durch ein vergrößertes Bauteilspektrum, insbesondere Bauteile mit spezifischen Eigenschaften hinsichtlich Eigenspannungen, Verzug oder Werkstoffeigenschaften. Die Ergebnisse werden u.a. durch die Ergänzung des DVS Merkblattes 3223 breit gestreut.

ISBN

978-3-96870-485-2

Reihe

DVS Forschungsvereinigung,

Band

Band: 485

Erscheinungsdatum

Dezember 2020

Bindung

E-Book im PDF Format

Seiten

84

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