Redundanzmöglichkeiten zwischen CO2-Laser- und Festkörperlaseranlagen in der industriellen Fertigung

Den Beginn der Werkstoffbearbeitung mittels Laserstrahlung im kWBereich leiteten die CO2-Laser ein. Sie prägten die Fertigungsverfahren Schneiden und Schweißen über mehr als 25 Jahre. Neue Bearbeitungsmaschinen werden seit geraumer Zeit alternativ mit Lasern im nahen Infrarot (NIR), zumeist Faserlasern, ausgerüstet. Weitere Laserstrahlquellen werden das Spektrum in den nächsten Jahren erweitern. Im Rahmen des Forschungsprojekts REDCOFAL sollte eine Methode ermittelt werden, welche den mathematischen Brückenschlag zwischen den Lasergenerationen bildet und den Anwendern eine unproblematische Weiterführung ihrer Anwendungen ermöglicht. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen die Definition und Erfassung notwendiger Parameter, welche in eine rechnerische Methode einfließen sollen, um Schweißnahtgeometrien abzuleiten. Den Ansatz für die Methode liefert die physikalische Beschreibung des Tiefschweißeffekts. Diese führte in weiterer Betrachtung zum neu definierten Parameter Nutzleistung bzw. zur Strahleffizienz. Die Untersuchung offenbarte im Fortlauf eine Vielzahl von Abhängigkeiten zwischen den Laserstrahl- und Werkstoffkennwerten sowie den Prozessparametern. Diese konnten zur mathemischen Bestimmung der Schweißnahtbreite und -tiefe genutzt werden. Für die hier betrachtete resultierende Methode der Parameterüberführung werden lediglich Parameter aus der Literatur bzw. den Datenblättern zur Laseranlage und zum Werkstoff benötigt.