Mikrostrukturierung von Hartmetallen mit UV-Laserpulsen im Nanosekundenbereich

In dieser Dissertation wurde der strukturierte Abtrag von Hartmetallen mit Laserpulsen im Nanosekundenbereich untersucht. Ziel war es über ein Verständnis des Gesamtprozesses von der optischen Absorption über den Einzelpuls- bis hin zum Volumenabtrag, eine Optimierung lasergefertigter Werkzeuge hinsichtlich Oberflächenqualität und geometrischer Genauigkeit vorzunehmen. Zur Beschreibung des Abtragsprozesses wurde eine Erweiterung der Lösung der dreidimensionalen wärmeleitungsgleichung mit Greensfunktion ausgearbeitet, die die Phasengrenzen fest-flüssig sowie flüssig-gasförmig berücksichtigt. Der Abtrag durch Einzelpulse wurde mit den numerischen Ergebnissen einer einfachen Modellrechnung zum Laserabtrag verglichen, um Rückschlüsse auf das optimale Prozessfenster für die Werkzeugbearbeitung ziehen zu können. Schliesslich wurden erste Prägegeometrien und ein Beispielwerkzeug mit einer neu entwickelten Strukturierungsmaschine hergestellt. Als Laserquelle diente ein frequenzverdreifachter, gütegeschalteter Nd:YAG Festkörperlaser mit Pulsenergien bis zu 700µJ bei einer Wiederholrate von 3kHz. Bearbeitet wurden gesinterte Hartmetalle aus Wolframkarbid in einer Kobaltmatrix, ein für die Herstellung von Präge- und Stanzwerkzeugen üblicher Werkstoff.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2004

Author dc:creator

• Heyl, Peter

Contributors dc:contributor

• Hunklinger, Siegfried

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/4842

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:4842