Lasermikrostrukturierung von hochlegiertem Stahl – Grundlagenuntersuchungen zum Einsatz hochfrequenter Pulsfolgen ultrakurzer Laserpulse

Die neueste Dissertationsschrift aus dem LHM befasst sich mit dem Einsatz hochfrequenter Pulsfolgen ultrakurzer Laserpulse zur Lasermikrostrukturierung von hochlegierten Stählen. Dabei wird der Einfluss verschiedener Laserparameter auf die Abtrageffizienz, die erzeugten Oberflächenstrukturen sowie auf physikalische Prozesse während der Lasermikrobearbeitung untersucht. Zu diesem Zweck wurde X90CrV18-Stahl mit ultrakurzen Laserpulsen und Pulswiederholfrequenzen innerhalb einer Pulsfolge von bis zu 2,5 GHz bestrahlt. Die erzeugten Strukturen wurden empirisch untersucht und Simulationsergebnissen gegenübergestellt. Eine iterative Abschirmung der Laserstrahlung nachfolgender Laserpulse durch die Wechselwirkung mit einer vorhandenen Ablationswolke tritt vor allem bei der Verwendung von MHz-Pulsfolgen auf. Bei GHz-Pulsfolgen wird die Laserstrahlung nachfolgender Laserpulse in einer Pulsfolge nahezu vollständig vom Plasma abgeschirmt. Messungen der emittierten Sekundärstrahlung bestätigen diese Folgerung einer intensiven Laser-Plasma-Wechselwirkung. Basierend auf den neuen Erkenntnissen dieser Arbeit wurden optimale Prozessparameter für die Erzeugung von 3D-Mikrostrukturen ermittelt, um eine möglichst hohe Effizienz bzw. Produktivität bei gleichzeitig geringer Oberflächenrauheit zu erreichen. Als duale Bearbeitungsprozesse wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Verfahren patentiert, die eine thermomechanische Glättung sowie die Entfernung von Schmutzablagerungen auf den erzeugten 3D-Mikrostrukturen ermöglichen.

Die Dissertationsschrift von Daniel Metzner ist unter dem Titel "Lasermikrostrukturierung von hochlegiertem Stahl – Grundlagenuntersuchungen zum Einsatz hochfrequenter Pulsfolgen ultrakurzer Laserpulse" als Band 101 in der Schriftenreihe "Werkstoffe und werkstofftechnische Anwendungen" von Thomas Lampke erschienen.

Wir gratulieren Daniel Metzner zur erfolgreich bestandenen Promotion!

Weitere Informationen finden Sie in der News der Hochschule Mittweida.