Fakultät Maschinenbau
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Quality and reliability are of the utmost importance for manufacturing in the optical and medical industries. Absorber-free laser transmission welding enables the precise joining of identical polymers without additives or adhesives and is well-suited to meet the demands of the aforementioned industries. To attain sufficient absorption of laser energy without absorbent additives, thulium fiber lasers, which emit in the polymers’ intrinsic absorption spectrum, are used. Focusing the laser beam with a high numerical aperture provides significant intensity gradients inside the workpiece and enables selective fusing of the internal joining zone without affecting the surface of the device. Because seam size and position are crucial, the high-quality requirements demand internal weld seam monitoring. In this work, we propose a novel method to determine weld seam location and size using optical coherence tomography. Changes in optical material properties because of melting and re-solidification during welding allow for weld seam differentiation from the injection-molded base material. Automatic processing of the optical coherence tomography data enables the identification and measurement of the weld seam geometry. The results from our technique are consistent with microscopic images of microtome sections and demonstrate that weld seam localization in polyamide 6 is possible with an accuracy better than a tenth of a millimeter.
Simulation of Pyrometer Based Temperature Measurement Systems using Non-Sequential Raytracing
(2018)
Die additive Fertigung bietet vielfältige Möglichkeiten hinsichtlich der Bauteilgestaltung. Jedoch sind auch bei den generativen Fertigungsverfahren konstruktive Randbedingungen zu beachten, um Bauteile kostengünstig und mit optimalen Eigenschaften herzustellen. Es ist bereits umfangreiche Fachliteratur erhältlich, die entsprechende Konstruktionsempfehlungen gibt. Um Produktentwickler bedarfsgerecht zu unterstützen, ist jedoch ein Nachschlagewerk erforderlich, das mit geeigneter Systematik Konstruktionsvorschläge ausgibt, die zur aktuellen Problemstellung passen. Aufbauend auf dem Stand der Technik, eigenen Analysen und experimentellen Untersuchungen werden erste Ansätze für ein solches Nachschlagewerk vorgestellt.
Durch das Laserkunststoffschweißen können sowohl filigrane Nähte in der Mikrotechnik als auchtragfähige Verbindungen für Strukturbauteile hergestellt werden. In der Automotiv- oder der Medizintechnik-Industrie ist diese Fügetechnologie mittlerweile etabliert, jedoch sind die Anwen-dungsmöglichkeiten bei Weitem noch nicht ausgeschöpft. In kürzlich gestarteten Forschungsprojekten mit regionalen Industrieunternehmen und internationalen Forschungspartnern werden im Labor Lasermaterialbearbeitung weitere Potenziale gehoben.