Publikation in Lasers in Manufacturing and Materials Processing

20.10.2020 - Kategorie: Forschung & Entwicklung

Berechnete Ablationstiefen (TTM) als Funktion der Pulsdauer bei Laserfluenzen von 0,75 J/cm² und 3,0 J/cm² im Vergleich zu experimentell ermittelten Ablationstiefen (Exp) und Referenzen aus dem aktuellen Stand der Technik.

Unser neuester in "Lasers in Manufacturing and Materials Processing" veröffentlichter Artikel mit dem Titel "Experimental and Theoretical Determination of the Effective Penetration Depth of Ultrafast Laser Radiation in Stainless Steel" stellt ein Modell für eine schnelle und effiziente Simulation der Laser-Materie-Wechselwirkung vor. Die Studie wurde von den Forschungsgruppen Laserpulsabscheidung dünner Schichten & Lasermikrostrukturierung sowie Dynamik ultraschneller selektiver Laserprozesse erstellt. Mit diesem Simulationsmodell kann die Abtragstiefe in Abhängigkeit von der Pulsdauer und von der Laserfluenz sehr genau berechnet werden. Des Weiteren wird in dieser Arbeit eine deutliche Steigerung der Abtragseffizienz durch die Verwendung ultrakurzer Pulse mit Pulsdauern im Femtosekunden-Bereich präsentiert. Die Simulationsergebnisse wurden mit experimentell ermittelten Daten verglichen und stimmen mit diesen sehr gut überein.

Die Zielstellung dieser und noch folgender Arbeiten greift zwei Schwerpunkte des Industrie 4.0 auf: Die Steigerung der Effizienz des Prozesses und eine stetige Optimierung der Qualitätsmerkmale mit dem Konzeptbestandteil der "Right-First-Time"-Fertigung, d.h. eine Laserbearbeitung, die ohne komplexe Versuchsreihen direkt die geforderten Strukturtiefen realisiert.