Modelling and process diagnosis of high speed drilling by pulsed laser radiation

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Die Prozessgrenzen - insbesondere die maximale Bohrgeschwindigkeit, deas erreichbare Schachtverhältnis und die Reproduzierbarkeit der Maß- und Formtreue - beim Perkussionsbohren mit Laserstrahlen wserden durch den Einsatz großer Repüititionsraten bis 50 kHz und kleiner Fokusdurchmesser bis 10 µm erweitert. Um die physikalischen Grenzen des Bohrens angeben zu können und den erreichten Stand der Technik mit dem physikalisch denkbaren Grenzfall bewerten zu können, wird ein tieferes Prozessverständnis erforderlich. Der physikialische Prozess befindet sich beim Schneiden und Schweißen in der Nähe des quasi-stationären Zustands und hat qualitativ ähnliche Eigenschaften wie die transienten Prozesse beim Bohren. Um die zusätzlichen transienten Effekte beim Perkussionsbohren zu erfassen, werden Methoden zur Modellreduktion angewandt und numerische Berechnungen durchgeführt. Die Modellbildung und Analyse wird durch die Ergebnisse der Prozessdiagnose - Kurzzeitspektroskopie und Hochgeschwindigkeitsphotographie - und die Charakterisierung des Bearbeitungsergebnisses - Metallographie und Elektronenmikroskopie - geleitet. Um die physikalischen Grenzen des Bohrprozesses zu erreichen, werden der Bohrfortschritt überwacht und Strategien für eine geeignete Steuerung der Verfahrensparameter erarbeitet.