Steuerung der Energiedeposition durch aktive 3D-Strahlformung für die abtragende Lasermikromaterialbearbeitung

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Im beantragten Forschungsvorhaben werden die wissenschaftlichtechnologischen Grundlagen zur Steuerung der räumlichen Energiedeposition bei der abtragenden Lasermikromaterialbearbeitung durch aktive 3D-Strahlformung während der Bearbeitung erarbeitet. Hierzu wird ein spezielles optisches System, bestehend aus der Kombination von Abbildung und Fokussierung, eingesetzt, mit dem eine dynamische Gestaltung der 3D-Strahlform und der Bearbeitungszone realisiert werden kann. Es soll durch Überlagerung von verschiedenen Strahlgeometrien während der Bearbeitung die Anpassung der räumlichen Energiedeposition an das gewünschte Bearbeitungsergebnis ermöglichen. Hierzu wird die Korrelation der energetischen, zeitlichen und räumlichen Parameter des optischen Feldes mit dem daraus resultierenden thermischen Feld und dem Bearbeitungsergebnis durch systematische Untersuchungen bestimmt. Darüber hinaus tragen Modellierung und numerische Simulation des Abtragsprozesses unter diesen spezifischen Bedingungen zur Optimierung der Bearbeitungsparameter bei. Außerdem werden zur Herstellung von definierten Mikrostrukturen Bearbeitungsstrategien entwickelt, die eine aktive 3D-Strahlformung nutzen. Dadurch soll eine Erweiterung der Prozessgrenzen der abtragenden Lasermikromaterialbearbeitung in Hinsicht auf eine flexible Gestaltung der Strukturform, eine gezielte Einstellung der Flankenwinkel, eine Vergrößerung des Aspektverhältnisses und eine Erhöhung der Oberflächenqualität errreicht werden.