Schneiden durch laserinduzierte Schockwellen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289438332

Beim Schneiden oder Stanzen ist die geometrische Genauigkeit der Werkzeuge und deren Positionierung zueinander bei abnehmender Prozessdimension von zunehmender Bedeutung. Vor allem die sehr genaue Gewährleistung eines wenige Mikrometer großen Schneidspalts zwischen Stempel und Matrize stellt bei der Bearbeitung von metallischen Folienwerkstoffen im Mikrobereich eine besondere Herausforderung dar. Das erstmals im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zu untersuchende Verfahren 'Laserschock-Schneiden' bietet hier einen Lösungsansatz. Da im Vergleich zum mechanischen Schneiden auf eine wesentliche Werkzeugkomponente verzichtet werden kann, bietet dieses Verfahren einen Ansatz zur Prozessvereinfachung gerade im Bereich kleiner Prozessdimensionen. Der mechanische Stempel bzw. die Schneidmatrize werden hierbei durch eine laserinduzierte Schockwelle ersetzt. Für eine Etablierung dieses Verfahrens ist die Kenntnis der relevanten Einflussgrößen sowie der Prozessgrenzen notwendig. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist deshalb der Verständnisgewinn der Zusammenhänge von Foliendicke, Werkstückwerkstoff und Korngröße auf die Schnittkantengeometrie und die erzielbare Schnittqualität mittels laserinduzierter Schockwelle geschnittener metallischer Folienwerkstoffe. Dabei soll die Arbeitshypothese beleuchtet werden, dass die Duktilität durch eine abnehmende Anzahl von Körnern über den Blechquerschnitt abnimmt und gleichzeitig die Trennbarkeit des Werkstoffes durch das Laserschock-Schneiden verbessert wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen