Laser Groche Umformen.txt

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Author:
mcp91
ID:
288336
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Laser Groche Umformen.txt
Updated:
2014-11-06 02:38:51
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LiF
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  1. Definiere Laserstrahlumformen!
    flexibles, werkzeugloses Fertigungsverfahren, das ohne Verwendung äußerer Kräfte zur Bearbeitung metallischer Werkstoffe eingesetzt werden kann
  2. Nenne Haupteinsatzgebiete des Laserstrahlumformens (3)!
    • exakte räumliche Formgebung von Blechen und Profilen
    • maßgetreues Richten von verzogenen geschweißten Konstruktionen
    • hochgenaues Justieren sehr klein dimensionierter Aktoren in Mikroelektronik
  3. Welche Lasertypen werden fürs Laserstrahlumformen eingesetzt?
    • im Prinzip alle gängigen Lasertypen und Lasersysteme
    • zur Zeit der CO2-Laser am häufigsten (hohe Strahlleistung und sehr hoherWärmeeintrag => Umformeffektivität
    • gleiche Anlagen wie für Laserstrahlschweißen und -schneiden
  4. Nenne mögliche Bauteillängen und -dicken beim Laserstrahlumformen!
    Bereich mehrerer Zentimeter bis etwa 1 Meter Bauteillänge bei Blechdicken von 0.5 bis 5 mm
  5. Welche drei Mechanismen werden beim Laserstrahlumformen unterschieden (auch Skizze der Temperaturgradienten)?
    • Temperatur-Gradienten-Mechanismus (TGM)
    • Knickmechanismus (KM)
    • Stauchmechanismus (SM)
  6. Erkläre den Temperatur-Gradienten-Mechanismus (TGM)!
    • hohe Vorschubgeschwindigkeiten => inhomogenes Temperaturfeld (Temp. an Oberseite wesentlich höher als an Unterseit
    • Gradient der plastischen Dehnung über die Blechdicke: an Oberseite deutlich mehr gestaucht als an Unterseite)
  7. Erkläre den Knickmechanismus!
    • Strahldurchmesser des Lasers etwa um Faktor 5 bis 10 größer als Blechdicke
    • wenn sich bei geringen Vorschubgeschwindigkeiten
    • homogenes Temperaturfeld einstellt und laterale Ausdehnung der erwärmten Zone deutlich größer ist als Blechdicke
    • aufgeheizte Bereich wird hierdurch instabil => Knicken
    • Ausknickrichtung durch Vorkrümmung des Blechs festgelegt (also sowohl zum Laser hin als auch von ihm weg)
  8. Erkläre den Stauchmechanismus (SM)!
    • Behinderung der Ausdehnung in Längsrichtung
    • beruht auf möglichst homogenen Temperaturfeld
    • laterale Ausdehnung der erwärmten Zone in Größenordnung der Blechdicke
    • In Umformzone zeigt sich homogene Verteilung der plastischen Dehnung Blechdicke
    • => keine Winkelausbildung sondern Verkürzung des Bleches
  9. In wiefern sind die Laserumformverfahren zum Knicken konventionellen Verfahren überlegen?
    kein Rückfedern
  10. Beschreibe die einzelnen Stadien des TGM (auch Skizze)!
    • Stadium A: Erwärmung an Einstrahlseite bedingt thermische Expansion der oberen Seite => Gegenbiegung des Bleches
    • Stadium B: zunehmende Temperatur => sinken der Fließspannung an Einstrahlseite => weitere thermische Expansion direkt in eine plastische Stauchung des Werkstoffes umgewandelt (auch Gegenbiegung wird abgebau)
    • Stadium C: Bestrahlungsende => Ablühlen => Kontrahieren => da thermischen Dehnungen an Oberseite zum Großteil in plastische Stauchungen überführt wurden, verkürzt sich Oberseite des Bleches beim Abkühlen stärker als Unterseite
    • => Der Biegewinkel beginnt sich auszubilden.
    • Stadium D: Endbeigewinkel bei Umgebungstemperatur
  11. Nenne die drei Hauptgruppen der Paramenter, die beim Laserstahlumformen den größten Einfluss haben!
    • Werkstoffparameter
    • Lasersystem Parameter
    • Parameter der Bauteilgeometrie
  12. Erkläre das Rapid Prototyping von umgeformten Blechkontruktionen!
    • NC-Daten zum Konturschneiden sowie die Biege- und Maßroutinen aus den CAD-/CAM-Daten generiert
    • Kontur des Prototyps lasergeschnitten
    • Kanten nacheinander mit integrierten Biege- und Messregelungen gebogen
    • Abstand und somit Winkelzuwachs mittels eines Lasertriangulationssensors gemessen
  13. Welche Biegeradien sind mit dem Laserstrahlumformen realisierbar? Welche Biegewinkel?
    Wie werden große Radien hergestellt?
    • Biegungen bis 180° möglich
    • minimaler Biegeradius etwa zweifaches der Blechdicke
    • paralleler Versatz der Laserstrahlüberfahrten => beliebige Radien möglich
  14. Was ist Laserstrahljustierung?
    Wann verwendet?
    • sehr genau zu positionierende Bauelemente werden nicht direkt sondern mit zwischengeschaltetem Aktor montiert
    • Montage erfordert keine hohe Genauigkeit
    • Nach Montage wird Aktor durch Laserbestrahlung so umgeformt, dass das daran befestigete Bauelement genau positioniert wird
  15. Nenne einige Umformverfahren, die laserstrahlunterstützt bessere Ergebnisse liefern! Erkläre je die Vorgehensweise der Laserstrahlunterstützung!
    • Ziehringloses Drahtziehen: Erwärmen des Drahtes unter Zugspannung
    • Tiefziehen: Lokale Erwärmung bestimmter Bereiche (besseres Nachfließen)
    • Kragziehen: Direkte Erwärmung desm Bauteils im geschlossenen Werkzeug
    • Stanzen: Erwärmung so lokal, schnell und maximal wie möglich
    • Napf-Rückwärts-Fließpressen
    • Drücken: Erwärmung ermöglich höhere Umformgrade
    • Biegen, Walzprofilieren: Erwärmng zur reduzierung der Fließspannung
  16. Wie geht man beim laserstrahlunterstütztem Tiefziehen vor?
    • Einsatz transparenter Werkzeuge (Saphir)
  17. Wie geht man beim laserstrahlunterstütztem Kragenziehen vor?
    • Verringern stark belasteter Bereiche um Umformgrad zu erhöhen
  18. Durch welches Optische Mittel kann ein Ringförmiger Fokus erstellt werden? (auch Prinzipskizze)
    • Axikon
  19. Erkläre die besondere Wignung des Lasers zur Unterstützung beim Walzprofilieren!
    • Umformung nur in begrenztem Bereich
    • Laser bringt nur lokalen Wärmeeintrag
    • Reduzierung der Fließspannung
    • Unterstützung durch Laser ermöglicht Umformen hochfester und auch spröder Werkstoffe

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