Diagnose und Simulation thermischer und fluidmechanischer Wirkungen der Gas- und Dampfphase beim Laserstrahlbohren

激光钻孔中气相和汽相的热力和流体机械效应的诊断和模拟

基本信息

批准号：
150325495
负责人：
Professor Dr. Wolfgang Schulz
金额：
--
依托单位：
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2009
资助国家：
德国
起止时间：
2008-12-31 至 2011-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/150325495?language=en
关键词：
Diagnose und Simulation thermischer fluidmechanischer

项目摘要

Beim Laserstrahlbohren sind der Austrieb von Schmelze, die Strahlungsausbreitung der eingekoppelten Laserstrahlung und die Energie-Einkopplung innerhalb der Bohrung maßgeblich durch den Einfluss der gasförmigen Phase abhängig. Einige dieser Einflüsse, z. B. die antreibende Wirkung eines eingesetzten Prozessgases, haben eine noch unbekannte Größenordnung oder sind bisher nicht systematisch untersucht worden. Die Wirkung von Strahlformung und Prozessgasen auf das Bohren ist aus empirischen Untersuchungen zwar bekannt, kann jedoch wegen des mangelnden Verständnisses weder zum gezielten Einsatz verfügbarer Laser bzw. deren Kopplung noch zur Entwicklung neuer Lasersysteme angewandt werden. Das Modell zum Laserstrahlbohren wird um die Mechanismen und Wirkungen der Gas- und Dampfphase, die für die Strahlausbreitung, die Energie-Einkopplung und den Schmelzaustrieb relevant sind, erweitert. Hierzu werden die thermischen und fluid-mechanischen Wirkungen und der Kopplung von Prozessgasströmung, Dampf, Plasma und Strahlung beim Bohren mit Laserstrahlung untersucht. Die Größenordnung dieser Wirkungen wird in Abhängigkeit von den Prozess- und Verfahrensparametern angegeben, wobei insbesondere die zeitliche und räumliche Strahlform sowie die Eigenschaften der Prozessgasströmung berücksichtigt werden. Dazu werden bewährte und neue experimentelle Diagnose-Verfahren sowie moderne numerische Methoden zur Simulation der kontinuumsphysikalischen Phänomene angewandt und erweitert. Die Diagnose umfasst dabei bildgebende Verfahren wie die Thermographie und Hochgeschwindigkeits-Fotographie, metallurgische Untersuchungen, spezielle Verfahren zur Probenpräparation sowie spektroskopische Untersuchungen. Die Ergebnisse der Diagnose leiten die Modellbildung und die numerische Simulation, welche Methoden (insbesondere finite Methoden wie FDM, FEM, FVM aber auch gitterfreie Verfahren wie das Raytracing) zur Lösung freier Randwertaufgaben anwendet. Durch Anwendung von Diagnoseverfahren zur Modellbildung wird ein besseres Verständnis erarbeitet, mit dem eine Aufteilung des Raums der Verfahrensparameter in verschiedene Prozessdomänen erfolgt. Die Kenntnis der Prozessdomänen, die wesentlich von Einflüssen aus der Gasphase (Massen-, Impuls-, Energieübertrag) abhängen, erlaubt die gezielte Auswahl der Parameter des Bohrens, um die erreichbaren Kriterien der Qualität (z. B. Recast, Bohrungsform) und der Produktivität anzugeben und sicher einzustellen.

Beim Laserstrahlbohren Sind der Austrieb von Schmelze，Die Strahlungsausbreitung der Eingekoppelten Laserstrahlung und Die Energie-Einkopplung innerhalb der bohrungMaßgeblichMaßgeblichdurch durch den einfurs den einfluss den einfluss den einfluss der einfluss der einfluss der einfluss dergasförmigen阶段。 Einige DieserEinflüsse，Z。 B. Die Antreibende Wirkung Eines eingesetzten Prozessgases，Haben Eine Noch unbantegrößenordnungOder Sind Bisher Nicht Systematisch Untersucht Worden。新模型是一种unteruchung zas的一种形式，是世界的最佳去处，世界西部，世界西部是我们能做的最好的。该模型是一个在野外未经明智的模型，西部是我们能做的最好的模型。 Wirkung Wirkung是世界省的领导者，也是世界省的领导者。 Wirkung Wirkung在Abhängigkeitvon den prozess- und verfahrensparameters，Wobeys，Wobeys，wobeys，diesbesondere diesel diesel zeitliche zeitliche中，Strahlform是一种实验性实验方法，涉及方法的发展，导致物理学的发展。 Therapy is a form of bidgebende Verfahren wie die Thermography und Hochgeschwindigkeits-Fotographie, metallurgische The Die Ergebnisse, the Die Modelbildung und Die Numerische Simulation, welche Method (FDM, FEM, FVM aber auch gitterfreie Verfahren wie das Raytracing) The Die Ergebnisse, the Die Modelbildung Vire Besseresverständniserarbeitet，Mit dem eine aufelung des raums des der verfahrensparameter在Verschiedeneprozessdomänenerfolgt中。 Die Kenntnis derprozessdomänen，Die WesentlichvonEinflüssenaus der Gasphase（Massen-，Impuls-，Energieübertrag）Abhängen，Erlaubt die gezielte auswahl auswahl auswahl des bohrens，des um die um die um die erreichbaren kerteren pemersern premsernernernefemsersen buhrrrren buh buh buh buh buh buh buh buh buh buh buh。 ProduktivitätAnzugeben和Sicher Einzustellen。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laser ablation mechanism of transparent dielectrics with picosecond laser pulses

皮秒激光脉冲透明电介质激光烧蚀机理

DOI：
10.1117/12.976062
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mingying Sun;Urs Eppelt;Simone Russ;Claudia Hartmann;Christof Siebert;Jianqiang Zhu;Wolfgang Schulz
通讯作者：
Wolfgang Schulz

Review on laser drilling I. Fundamentals, modeling, and simulation