Laserstrahlhärten mit angepaßten Strahlformungssystemen

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Der Laserstrahl als präzise Wärmequelle bietet bei der Randschichtveredelung Vorteile gegenüber anderen Verfahren. Ein zentrales Ziel ist die Reduktion der Kosten, um die Wirtschaftlichkeit der Laserbearbeitung zu erhöhen. Dabei spielen die Effizienz, Flexibilität und Bearbeitungsqualität eine entscheidende Rolle. Diese Arbeit verfolgt den Ansatz, die Intensitätsverteilung des Laserstrahls mithilfe geeigneter Strahlformungssysteme an die Geometrie der Bauteile anzupassen. Die experimentellen Arbeiten beginnen mit der Untersuchung verschiedener Strahlformungssysteme, die eine verbesserte Prozeßeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Optiken bieten. Angepasste und variable Systeme versprechen eine höhere Flexibilität beim Laserstrahlhärten. Zudem wird eine neu entwickelte eintauchende Bearbeitungsoptik für schwer zugängliche Stellen vorgestellt. Die Prozesskontrolle und die Integration des Laserstrahlhärtens in konventionelle Werkzeugmaschinen werden ebenfalls behandelt. Ein numerisches Modell zur Simulation der metallkundlichen Vorgänge beim Laserstrahlhärten wird präsentiert. Anhand realer Bauteilgeometrien wird gezeigt, wie die lokale Härteverteilung nach der Bearbeitung ermittelt wird, wodurch der Einfluss der Strahlform auf das Härteergebnis beurteilt und ein passendes Strahlformungssystem ausgewählt werden kann.