Evaluierung dynamischer Lösungsansätze zur Optimierung des Inertgasschneidens von Dickblech mit Laserstrahlquellen hoher Strahlqualität

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckhard Beyer
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 298949414

Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens werden dynamische Lösungsansätze zur Optimierung des Inertgasschneidens von Dickblech größer 8 mm realisiert und unter Nutzung von Methoden der statistischen Versuchsplanung und -auswertung detailliert analysiert. Im Ergebnis der geplanten Arbeiten sind grundlegende Erkenntnisse zu den in Voruntersuchungen als komplex und nichtlinear identifizierten Abhängigkeiten zwischen statischen Regelparametern des Laserstrahlschneidprozesses, dynamischen Steuergrößen der Strahloszillation sowie den prozessspezifischen Zielgrößen Schneidwirkungsgrad, Schnittspaltgeometrie und Schnittkantenqualität zu erwarten. Entsprechend aktueller Herausforderungen ist das Projekt auf den Einsatz moderner Festkörperlaser als Strahlquellen fokussiert, die bei konventioneller Prozessführung im anvisierten Blechdickenbereich noch nicht die Fertigungsgüte des CO2-Laserstrahlschneidens erreichen und ein enormes Verbesserungspotenzial hinsichtlich der erzielbaren Schnittkantenqualität und Prozesseffizienz aufweisen. Für die in Aussicht stehende Optimierung durch dynamische Strahlformung können für das experimentelle Versuchsprogramm Hochleistungsscannersysteme eingesetzt werden, die Untersuchungen in einem bisher nicht ansprechbaren Parameterraum mit Oszillationsfrequenzen bis zu 4 kHz ermöglichen. Die im Ergebnis der Versuchsauswertung ableitbaren Regressionsmodelle ermöglichen eine statistisch abgesicherte Beschreibung der funktionalen Abhängigkeiten zwischen Steuergrößen (Faktoren), prozessinhärenten Wechselwirkungen und Zielgrößen des Laserstrahlschneidens mit Strahloszillation sowie die Identifizierung optimaler Parameterkonfigurationen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen