Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Neue Technologien für innovative Produkte 3D Lasermaterialbearbeitung Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik Dipl.-Ing. Markus C. Krack.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Neue Technologien für innovative Produkte 3D Lasermaterialbearbeitung Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik Dipl.-Ing. Markus C. Krack."—  Präsentation transkript:

1 Neue Technologien für innovative Produkte 3D Lasermaterialbearbeitung Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik Dipl.-Ing. Markus C. Krack Steinackerstrase 5 CH Windisch

2 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)2 Was möchten ich Ihnen mit diesem Vortrag heute vermitteln? Eine kurze Einführung in die Technologie des 3D-Lasermaterialabtrags geben Aufzeigen der Einsatzgebiete mit aktuelle Beispielen Aufzeigen von zukünftige Entwicklung dieser Technologie

3 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)3 Produktionsvolumen Photonik Standort Schweiz 2007 Quelle: Swisslaser.net Total Schweiz 3.1 Mrd. CHF ~1.4 Mrd. CHF

4 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)4 Einsatzgebiete von Lasern in der Materialbearbeitung Strukturieren Kavitäten Bohren Abtragen Trennende Laserbearbeitung Zerteilen Schneiden

5 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)5 Definition 3D-Lasermaterialabtrag (Laserengraving) Geometrisch exakter schichtweiser Materialabtrag mittels eines Laserstrahls Verfahren Prinzip LaserengravingEDMFräsen

6 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)6 Prozessablauf y x z Abtragstiefe bei Stahl ca. 0.5  m bis 1.0  m / Schicht Vorschub des Laserstahls ca mm/s Abtragsrate bis ca. 1mm 3 / min vfvf

7 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)7 Anlagenaufbau Scannerkopf Ablenkspiegel (2x) X- Y-Achse Werkstück Fokusebene x / y Tisch Verfahreinheit Pumpmodul 1 Pumpmodul 2 Akustooptischer Modulator (Q-Switch) Auskoppelspiegel Endspiegel Lasereinheit (Diodengepumptes System Nd:Vanadat) Strahlaufweitung Laserstab Nd:Vanadat  = 950nm  =1064 nm

8 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)8 Anlagenaufbau Anlage für 3D Laserabtrag ( =1064nm) FOBA GP 9000

9 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)9 Beispiele 3D-Lasermaterialbearbeitung 5 mm Spritzgusskavität für einen Kugelschreiberklipp

10 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)10 Beispiele 3D-Lasermaterialbearbeitung 5 mm Spritzgusskavität

11 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)11 Beispiele 3D-Lasermaterialbearbeitung 0.5 mm Mikrokavität für Spritzguss

12 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)12 Beispiele 3D-Lasermaterialbearbeitung Mikrokavität für Spritzguss

13 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)13 Beispiele 3D-Lasermaterialbearbeitung Mikrostruktur für Prägung

14 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)14 Zielsetzung der Mikrobearbeitung mit Laser  Präzise  Fein  Kein Aufwurf  Exakte Positionierung  Kleine Strahldurchmesser  Sehr gute Strahlqualität  Hohe Puls zu Puls Stabilität  Optimale Pulslängen X Y Z

15 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)15 Wellenlänge als Basis für die Feinheiten Wellenlänge = 1064 nm Wellenlänge  = 532 nm Wellenlänge  = 355 nm Fokusebene Laserstrahl Ø Fokus ~ 0.3 mm Fokusebene Laserstrahl Ø Fokus ~ mm Fokusebene Laserstrahl Ø Fokus ~ 0.02 mm  Je kleiner die Wellenlänge, desto kleiner ist der erreichbar Fokusdurchmesser!

16 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)16 Zukunft in der 3D-Lasermaterialbearbeitung  s ns ps fs Pulsdauer Pulsfrequenz kHz MHz Geringer Abtrag Hohe Verdampfung Guter Abtrag Kürzere Pulsdauer Höhere Pulsfrequenz

17 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)17 Zukunft in der 3D-Lasermaterialbearbeitung Pulslänge im NanosekundenbereichPulslänge im Pikosekundenbereich

18 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)18 Zusammenfassung 3D-Lasermaterialbearbeitung wird bereits standardmässig zur Herstellung von kleinen Kavitäten und Strukturen eingesetzt. Durch neue Maschinenkonzepte (FOBA & DMG Sauer) wurde das Verfahren industrialisiert. Durch den Einsatz von Laserquellen mit einer sehr hohen Strahlqualität und kurzen Wellenlängen können immer kleinere und filigranere Bearbeitungsaufgaben ausgeführt werden. Ultrakurz gepulste Laser öffnen neue Anwendungsgebiete und unterstützten die fortschreitende Miniaturisierung. Es besteht jedoch noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf im Bereich der Materialbearbeitung mit ultrakurz gepulsten Lasern

19 26. September 2008 Institut für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE)19 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Formen aus Licht… …wir machen es! IPPE der FHNW


Herunterladen ppt "Neue Technologien für innovative Produkte 3D Lasermaterialbearbeitung Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik Dipl.-Ing. Markus C. Krack."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen