Beeinflussung des Schmelzbades beim Laserstrahlschweißen durch Ultraschall und
daraus resultierende Schweißgut- und Gefügeausbildung
Die mechanischen und korrosiven Eigenschaften von Schweißnähten werden grundlegend vom Gefüge beeinflusst. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit ein Ansatz zur Beeinflussung des Gefüges im Schweißgut durch die Einbringung von Ultraschallschwingungen in das Schmelzbad beim Laserstrahltiefschweißen mit Einschweißtiefen von bis zu 15 mm untersucht. Der Einfluss von Amplitude und Position der Fügestelle im Schwingungsverlauf werden untersucht. Die Experimente werden mit Blindnähten und im Stumpfstoß an verschiedenen Stahlgüten und einer Aluminiumlegierung sowie einer Mischverbindung aus einem Stahl und einer Aluminiumlegierung durchgeführt. Anhand von Sichtprüfung und metallographischen Analysen werden Schweißnahtqualität, geometrische Ausprägungen und das Mikrogefüge bewertet. Ein Vergleich der Effekte der Ultraschallanregung auf die verschiedenen Werkstoffe bringt Erkenntnisse über die Zusammenhänge der Auswirkungen mit den Charakteristika der Schmelzen und der erstarrten Werkstoffe.
Aktualisiert: 2022-11-25
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Beeinflussung des Schmelzbades beim Laserstrahlschweißen durch Ultraschall und
daraus resultierende Schweißgut- und Gefügeausbildung
Die mechanischen und korrosiven Eigenschaften von Schweißnähten werden grundlegend vom Gefüge beeinflusst. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit ein Ansatz zur Beeinflussung des Gefüges im Schweißgut durch die Einbringung von Ultraschallschwingungen in das Schmelzbad beim Laserstrahltiefschweißen mit Einschweißtiefen von bis zu 15 mm untersucht. Der Einfluss von Amplitude und Position der Fügestelle im Schwingungsverlauf werden untersucht. Die Experimente werden mit Blindnähten und im Stumpfstoß an verschiedenen Stahlgüten und einer Aluminiumlegierung sowie einer Mischverbindung aus einem Stahl und einer Aluminiumlegierung durchgeführt. Anhand von Sichtprüfung und metallographischen Analysen werden Schweißnahtqualität, geometrische Ausprägungen und das Mikrogefüge bewertet. Ein Vergleich der Effekte der Ultraschallanregung auf die verschiedenen Werkstoffe bringt Erkenntnisse über die Zusammenhänge der Auswirkungen mit den Charakteristika der Schmelzen und der erstarrten Werkstoffe.
Aktualisiert: 2023-01-18
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Basierend auf der Hypothese, dass ein gerichteter Temperaturgradient das epitaxiale Rissschweißen ermöglicht, konnten im Rahmen dieser Abhandlung sowohl die Voraussetzungen für das Laser-Pulver-Auftragschweißen sowie das laserbasierte Rissschweißen dargestellt werden. Auf Basis einer theoretischen Betrachtung der Prozessbedingungen und der vorliegenden Prozesstechnik konnte die epitaxiale Erstarrung am Beispiel der verwendeten Nickelbasis-Superlegierung der 2. Generation CMSX-4 dargestellt werden. Es ist bekannt, dass oberflächennahe Risse mittels Laserumschmelzen direkt ohne Einsatz zusätzlichen Materials über einen Laser Umschmelzprozess entfernt werden können. Bei der Betrachtung tiefliegender Risse wurde der Zugang zu den beeinflussten Bereichen diskutiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass unter Verwendung einer kontrollierten Aufwärmung des Grundmaterials und Einbringung eines Temperaturgradienten sowohl die Bildung von Rissen vermieden wie auch eine gerichtete Erstarrung des eingebrachten Materials erreicht werden konnte.
Aktualisiert: 2022-10-27
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Das Laserstrahllöten stellt ein Standardfügeverfahren im Karosseriebau in der Automobilindustrie dar. Dabei wird es hauptsächlich für das Fügen von Karosseriekomponenten genutzt, die sich in der Fahrzeugaußenhaut befinden und somit höchste Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen müssen. Aus diesem Grund hat sich bereits eine Vielzahl an Studien mit den Einflussfaktoren auf die Anmutungsqualität von lasergelöteten Verbindungen befasst. Dem gegenüberstehend haben sich bisher nur wenige Studien mit den Festigkeitseigenschaften auseinandergesetzt. Deshalb werden in dieser Arbeit die Festigkeitseigenschaften lasergelöteter Verbindungen anhand unterschiedlicher Prozessparameter des Laserstrahllötens untersucht. Als Prüfverfahren werden dafür Analysen der Anmutungsqualität, metallographische Analysen sowie quasistatische Scherzugversuche durchgeführt. Um die Schwingfestigkeit der Fügeverbindung zu charakterisieren, wird zudem eine anwendungsbezogene Schwingfestigkeitsprüfung entwickelt und angewandt. Auf Grundlage der Ergebnisse werden neue Erkenntnisse bzgl. der mechanisch-technologischen Eigenschaften lasergelöteter Verbindungen bestimmt und Optimierungsmaßnahmen für die Praxis definiert. Die Entwicklung einer mathematischen Modellbildung ermöglicht zudem das Abschätzen der Festigkeitseigenschaften lasergelöteter Verbindungen während des Entwicklungsprozesses lasergelöteter Fahrzeugkomponenten.
Aktualisiert: 2022-09-09
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Das Laserstrahllöten stellt ein Standardfügeverfahren im Karosseriebau in der Automobilindustrie dar. Dabei wird es hauptsächlich für das Fügen von Karosseriekomponenten genutzt, die sich in der Fahrzeugaußenhaut befinden und somit höchste Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen müssen. Aus diesem Grund hat sich bereits eine Vielzahl an Studien mit den Einflussfaktoren auf die Anmutungsqualität von lasergelöteten Verbindungen befasst. Dem gegenüberstehend haben sich bisher nur wenige Studien mit den Festigkeitseigenschaften auseinandergesetzt. Deshalb werden in dieser Arbeit die Festigkeitseigenschaften lasergelöteter Verbindungen anhand unterschiedlicher Prozessparameter des Laserstrahllötens untersucht. Als Prüfverfahren werden dafür Analysen der Anmutungsqualität, metallographische Analysen sowie quasistatische Scherzugversuche durchgeführt. Um die Schwingfestigkeit der Fügeverbindung zu charakterisieren, wird zudem eine anwendungsbezogene Schwingfestigkeitsprüfung entwickelt und angewandt. Auf Grundlage der Ergebnisse werden neue Erkenntnisse bzgl. der mechanisch-technologischen Eigenschaften lasergelöteter Verbindungen bestimmt und Optimierungsmaßnahmen für die Praxis definiert. Die Entwicklung einer mathematischen Modellbildung ermöglicht zudem das Abschätzen der Festigkeitseigenschaften lasergelöteter Verbindungen während des Entwicklungsprozesses lasergelöteter Fahrzeugkomponenten.
Aktualisiert: 2022-09-13
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Additiv gefertigte Funktionsbauteile profitieren von den Möglichkeiten des Multimaterialdrucks, indem die mechanischen, chemischen und optischen Eigenschaften lokal variiert werden. Verfügbare Technologien für Polymerwerkstoffe genügen jedoch nicht den Anforderungen hinsichtlich Druckauflösung, Multimaterialdruck- und Biokompatibilitätsfähigkeit.
Deshalb wird in der vorliegenden Arbeit ein neuartiges Verfahren entwickelt, das iterativ im schichtweisen Aufbau eine flüssige Schicht mit einem Aerosol-Jet erzeugt und anschließend mittels UV-Laserstrahlung selektiv aushärtet. Ein neuartiges analytisches Modell für den Aerosol-Jet erlaubt die Abschätzung der Auftragsrate als Zielgröße. In empirischen Studien werden zwei hochviskose Materialien und drei Mischstufen verwendet, um in Aufbaurichtung die Materialzusammensetzung des Zielbauteils zu variieren. Das aus der Stereolithographie bekannte hochauflösende laserbasierte Aushärten ist daraufhin in der Lage, Hinterschnitte zu erzeugen.
Anhand einer härtegradvarianten Hörgeräteschale wird der automatisierte 3D-Druck demonstriert. Damit eröffnet die Hybride Stereolithographie erstmals den Druck von photosensitiven, hochviskosen und biokompatiblen Materialien für hochaufgelöste Funktionsbauteile.
Aktualisiert: 2021-07-29
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Additiv gefertigte Funktionsbauteile profitieren von den Möglichkeiten des Multimaterialdrucks, indem die mechanischen, chemischen und optischen Eigenschaften lokal variiert werden. Verfügbare Technologien für Polymerwerkstoffe genügen jedoch nicht den Anforderungen hinsichtlich Druckauflösung, Multimaterialdruck- und Biokompatibilitätsfähigkeit.
Deshalb wird in der vorliegenden Arbeit ein neuartiges Verfahren entwickelt, das iterativ im schichtweisen Aufbau eine flüssige Schicht mit einem Aerosol-Jet erzeugt und anschließend mittels UV-Laserstrahlung selektiv aushärtet. Ein neuartiges analytisches Modell für den Aerosol-Jet erlaubt die Abschätzung der Auftragsrate als Zielgröße. In empirischen Studien werden zwei hochviskose Materialien und drei Mischstufen verwendet, um in Aufbaurichtung die Materialzusammensetzung des Zielbauteils zu variieren. Das aus der Stereolithographie bekannte hochauflösende laserbasierte Aushärten ist daraufhin in der Lage, Hinterschnitte zu erzeugen.
Anhand einer härtegradvarianten Hörgeräteschale wird der automatisierte 3D-Druck demonstriert. Damit eröffnet die Hybride Stereolithographie erstmals den Druck von photosensitiven, hochviskosen und biokompatiblen Materialien für hochaufgelöste Funktionsbauteile.
Aktualisiert: 2021-07-07
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Leichtbaukonstruktionen stellen für den Schiffbau einen guten Ansatz dar, mit dem der CO -Ausstoß 2 durch einen reduzierten Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Im Schiffbau kommen Werkstoffkombinationen aus Stahl und Aluminiumlegierungen zum Einsatz, welche mittels eines zeit- und kostenintensiven explosionsgeschweißten Adapterstückes gefügt werden. Eine gute Alternative ist aufgrund der geringen Wärmebelastung und des kontrollierten Aufschmelzens zur Reduzierung der intermetallischen Phasen das Laserstrahlschweißen. In dieser Arbeit wird ein grundlegendes Prozessverständnis zum Laserstrahlschweißen von dickwandigen Mischverbindungen bzgl. Prozessstabilität, Unregelmäßigkeiten, Festigkeit etc. unter Berücksichtigung von Prozessparametern aufgebaut. Es werden Prozessparameterfelder aufgestellt, in denen die Herstellung von relativ qualitativ hochwertigen Verbindungen und damit auch von laserstrahlgeschweißten Adaptern möglich ist. Sämtliche Erkenntnisse fließen in ein Prozessmodell, welches eine Aussage über die zu erwartende Schweißnahtqualität qualitativ ermöglicht.
Aktualisiert: 2021-02-03
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Leichtbaukonstruktionen stellen für den Schiffbau einen guten Ansatz dar, mit dem der CO -Ausstoß 2 durch einen reduzierten Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Im Schiffbau kommen Werkstoffkombinationen aus Stahl und Aluminiumlegierungen zum Einsatz, welche mittels eines zeit- und kostenintensiven explosionsgeschweißten Adapterstückes gefügt werden. Eine gute Alternative ist aufgrund der geringen Wärmebelastung und des kontrollierten Aufschmelzens zur Reduzierung der intermetallischen Phasen das Laserstrahlschweißen. In dieser Arbeit wird ein grundlegendes Prozessverständnis zum Laserstrahlschweißen von dickwandigen Mischverbindungen bzgl. Prozessstabilität, Unregelmäßigkeiten, Festigkeit etc. unter Berücksichtigung von Prozessparametern aufgebaut. Es werden Prozessparameterfelder aufgestellt, in denen die Herstellung von relativ qualitativ hochwertigen Verbindungen und damit auch von laserstrahlgeschweißten Adaptern möglich ist. Sämtliche Erkenntnisse fließen in ein Prozessmodell, welches eine Aussage über die zu erwartende Schweißnahtqualität qualitativ ermöglicht.
Aktualisiert: 2021-07-22
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Von der Alterssichtigkeit ist jeder Mensch ab ca. 45 Jahren betroffen. Bei einer neuartigen Behandlungsmethode (fs-Lentotomie) wird mit dem Laser versucht der altersbedingten Linsenverhärtung entgegenzuwirken. Bislang fehlen systematische Messdaten, um den Effekt der Behandlung im Kontext der Akkommodation aufzuzeigen. In dieser Arbeit wird ein Messsystem mit optischer Kohärenztomographie und Raytracing entwickelt und evaluiert. Mit dieser Analysetechnik werden die Geometrie, Topografie und Brechungseigenschaften von Augenlinsen in unterschiedlichen, simulierten Akkommodationszuständen vor und nach der Laserbehandlung vermessen. Die Messdaten werden zur Visualisierung und Weiterverarbeitung in Simulationen des Experiments aufbereitet. Eine individuelle Optiksimulation erlaubt die Rekonstruktion des Brechungsindexes in der Augenlinse. Anhand der rekonstruierten Linsenkontur wird ein dreidimensionales Finite-Elemente-Modell aufgebaut und die graduelle Steifigkeitsverteilung mit Hilfe der Formänderungen zwischen unterschiedlichen Belastungszuständen berechnet. Auf diese Weise können die Auswirkungen virtuell gesetzter Laserschnitte untersucht werden.
Aktualisiert: 2020-11-11
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Von der Alterssichtigkeit ist jeder Mensch ab ca. 45 Jahren betroffen. Bei einer neuartigen Behandlungsmethode (fs-Lentotomie) wird mit dem Laser versucht der altersbedingten Linsenverhärtung entgegenzuwirken. Bislang fehlen systematische Messdaten, um den Effekt der Behandlung im Kontext der Akkommodation aufzuzeigen. In dieser Arbeit wird ein Messsystem mit optischer Kohärenztomographie und Raytracing entwickelt und evaluiert. Mit dieser Analysetechnik werden die Geometrie, Topografie und Brechungseigenschaften von Augenlinsen in unterschiedlichen, simulierten Akkommodationszuständen vor und nach der Laserbehandlung vermessen. Die Messdaten werden zur Visualisierung und Weiterverarbeitung in Simulationen des Experiments aufbereitet. Eine individuelle Optiksimulation erlaubt die Rekonstruktion des Brechungsindexes in der Augenlinse. Anhand der rekonstruierten Linsenkontur wird ein dreidimensionales Finite-Elemente-Modell aufgebaut und die graduelle Steifigkeitsverteilung mit Hilfe der Formänderungen zwischen unterschiedlichen Belastungszuständen berechnet. Auf diese Weise können die Auswirkungen virtuell gesetzter Laserschnitte untersucht werden.
Aktualisiert: 2021-02-25
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Laserabtragprozesse zur definierten Schwächung von Metallen werden bisher nur vereinzelt bei geringen Abtragraten, kleinen Aspektverhältnissen und in Wandstärken-bereichen von nur wenigen Millimetern betrachtet. Die Abtragprozesse sind im Wesentlichen durch die Problematik des Schmelzaustriebs oder der zu geringen Abtragraten beschränkt. In dieser Arbeit wird daher ein grundlegendes Prozesswissen ermittelt, welches zeigt, dass eine gezielte Steuerung der Prozessfaktoren eine definierte Schwächung von Stahldickblechen (10 ‑ 25 mm) mit einer ausreichend hohen Volumenabtragrate von über 1500 mm³/min ermöglicht. Darüber hinaus gibt es bisher keine Erkenntnisse über das Temperaturverhalten auf der Material-unterseite, welche für den betrachteten Anwen-dungsfall der sicheren Kampfmittelentschärfung mittels Deflagration zwingend erforderlich sind. Die Ergebnisse zeigen, wie trotz der Schmelz-temperatur von Stahl (1150 - 1536°C) sicher-gestellt werden kann, dass eine kritische Tem-peratur von 300°C auf der Materialunterseite nicht überschritten wird. Basierend auf dem dar-gestellten Stand des Wissens werden die drei Verfahren Schmelzabtrag, Brennabtrag und cw-Sublimationsabtrag betrachtet.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Laserabtragprozesse zur definierten Schwächung von Metallen werden bisher nur vereinzelt bei geringen Abtragraten, kleinen Aspektverhältnissen und in Wandstärken-bereichen von nur wenigen Millimetern betrachtet. Die Abtragprozesse sind im Wesentlichen durch die Problematik des Schmelzaustriebs oder der zu geringen Abtragraten beschränkt. In dieser Arbeit wird daher ein grundlegendes Prozesswissen ermittelt, welches zeigt, dass eine gezielte Steuerung der Prozessfaktoren eine definierte Schwächung von Stahldickblechen (10 ‑ 25 mm) mit einer ausreichend hohen Volumenabtragrate von über 1500 mm³/min ermöglicht. Darüber hinaus gibt es bisher keine Erkenntnisse über das Temperaturverhalten auf der Material-unterseite, welche für den betrachteten Anwen-dungsfall der sicheren Kampfmittelentschärfung mittels Deflagration zwingend erforderlich sind. Die Ergebnisse zeigen, wie trotz der Schmelz-temperatur von Stahl (1150 - 1536°C) sicher-gestellt werden kann, dass eine kritische Tem-peratur von 300°C auf der Materialunterseite nicht überschritten wird. Basierend auf dem dar-gestellten Stand des Wissens werden die drei Verfahren Schmelzabtrag, Brennabtrag und cw-Sublimationsabtrag betrachtet.
Aktualisiert: 2020-07-01
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In dieser Arbeit wird die resonante Wechselwirkung zwischen Laserstrahlung und Lichtbogen beim lasergestützten WIG-Schweißen untersucht. Zum Aufbau eines Prozessverständnisses werden relevante Prozessgrößen identifiziert, deren Einfluss mit einzelnen Modellen abgeschätzt und experimentell analysiert. Es wird gezeigt, dass die resonante Absorption der Laserstrahlung zu einer Änderung der elektrischen Leitfähigkeit sowie der emittierten Strahlung des WIG-Lichtbogens führt. Die Emission zusätzlicher Strahlung bewirkt eine Verbreiterung des WIG-Lichtbogens im Bereich des Laserstrahls. Auf der Basis von Schweißversuchen wird die Auswirkung der resonanten Wechselwirkung auf das Schweißergebnis bewertet. Die abschließende Verfahrensbewertung demonstriert die Vorteile des lasergestützten WIG-Schweißens anhand praxisrelevanter Anwendungsbeispiele.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Zur Behandlung von Patienten mit innenohrbedingter Taubheit stellen Cochlea-Implantate (CI) die etablierte Behandlungsmethode dar. Bei Vorhandensein eines Resthörvermögens werden CI wegen des hohen Risikos der intraoperativen Ertaubung durch mechanische Traumatisierung nur selten eingesetzt. Der Erfolg dieses Eingriffs ist maßgeblich vom persönlichen Geschick und der Erfahrung des operierenden Arztes abhängig. Diese Einschränkungen sollen durch Integration von mittels des selektiven Laserstrahlschmelzens hergestellten Mikroaktoren aus einer Nickel-Titan-Formgedächtnis-Legierung (NiTi-FGL) überwunden werden. Zur Erzielung der notwendigen Bauteilauflösung wurden Strategien für die additive Fertigung von Mikroaktoren hergeleitet. Diese wurden auf Basis der experimentell ermittelten Prozessparameter hergestellt und bezüglich der mechanischen Funktionalität sowie der Formgedächtnis-Eigenschaften evaluiert. Prototypen eines durch Mikroaktoren deformierbaren Elektrodenträgers wurden erstmalig im Labormaßstab getestet.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Die optische Stimulation der Cochlea wird als eine potenzielle Alternative zu der konventionellen Behandlung der Schallempfindungsschwerhörigkeit mit einem Cochlea-Implantat (CI) diskutiert. Durch die Fokussierung von Laserlicht soll ein kleineres Anregungsvolumen bestrahlt und somit eine bessere Frequenzauflösung als bei einem CI realisiert werden. Die intracochleäre Stimulation mittels Licht basiert dabei entweder auf der direkten Stimulation der Neurone oder auf Basis der Optoakustik, bei der eine Schallwelle im Innenohr generiert und die Basilarmembran aktiv ausgelenkt wird. Da eine auditorische Antwort in vorherigen Studien ausschließlich bei hörenden Tieren detektiert werden konnte, besteht die Hypothese, dass der optoakustische Effekt der vorherrschende Mechanismus ist. Um dies zu überprüfen, wurden in vivo, Temperatur- und Druckmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass die Optoakustik der dominierende Stimulationsmechanismus ist. Da die optische Stimulation im Gegensatz zu einem CI somit ausschließlich mit intakten Haarzellen funktioniert, ist es denkbar, die laserbasierte Stimulation als kombinierte elektrisch-optische Stimulation zu verwenden.
Aktualisiert: 2020-07-10
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Zur Behandlung von Patienten mit innenohrbedingter Taubheit stellen Cochlea-Implantate (CI) die etablierte Behandlungsmethode dar. Bei Vorhandensein eines Resthörvermögens werden CI wegen des hohen Risikos der intraoperativen Ertaubung durch mechanische Traumatisierung nur selten eingesetzt. Der Erfolg dieses Eingriffs ist maßgeblich vom persönlichen Geschick und der Erfahrung des operierenden Arztes abhängig. Diese Einschränkungen sollen durch Integration von mittels des selektiven Laserstrahlschmelzens hergestellten Mikroaktoren aus einer Nickel-Titan-Formgedächtnis-Legierung (NiTi-FGL) überwunden werden. Zur Erzielung der notwendigen Bauteilauflösung wurden Strategien für die additive Fertigung von Mikroaktoren hergeleitet. Diese wurden auf Basis der experimentell ermittelten Prozessparameter hergestellt und bezüglich der mechanischen Funktionalität sowie der Formgedächtnis-Eigenschaften evaluiert. Prototypen eines durch Mikroaktoren deformierbaren Elektrodenträgers wurden erstmalig im Labormaßstab getestet.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Die optische Stimulation der Cochlea wird als eine potenzielle Alternative zu der konventionellen Behandlung der Schallempfindungsschwerhörigkeit mit einem Cochlea-Implantat (CI) diskutiert. Durch die Fokussierung von Laserlicht soll ein kleineres Anregungsvolumen bestrahlt und somit eine bessere Frequenzauflösung als bei einem CI realisiert werden. Die intracochleäre Stimulation mittels Licht basiert dabei entweder auf der direkten Stimulation der Neurone oder auf Basis der Optoakustik, bei der eine Schallwelle im Innenohr generiert und die Basilarmembran aktiv ausgelenkt wird. Da eine auditorische Antwort in vorherigen Studien ausschließlich bei hörenden Tieren detektiert werden konnte, besteht die Hypothese, dass der optoakustische Effekt der vorherrschende Mechanismus ist. Um dies zu überprüfen, wurden in vivo, Temperatur- und Druckmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass die Optoakustik der dominierende Stimulationsmechanismus ist. Da die optische Stimulation im Gegensatz zu einem CI somit ausschließlich mit intakten Haarzellen funktioniert, ist es denkbar, die laserbasierte Stimulation als kombinierte elektrisch-optische Stimulation zu verwenden.
Aktualisiert: 2020-07-01
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In der industriellen Fertigung werden stets innovativere Verfahren entwickelt und eingesetzt, um den Anforderungen von Lastenheften bzw. Kunden gerecht zu werden. Der Laser hat sich in den letzten Jahrzehnten in der Industrie fest etabliert. Zunehmend werden mit seiner Hilfe kundenorientierte Lösungen erzielt. Es wird untersucht, ob es machbar ist, mit Blind- und Überlappnähten lokale Martensitgefügeumwandlungen in hochfesten Stählen zu erzeugen. Mit der gezielten Gefügeumwandlung wird anhand von linearen und nicht linearen Blindund Fügenähten die Zug- und Biegefestigkeit gezielt gesteigert. Die vorher im Herstellungsprozess eingestellten globalen Werkstoffeigenschaften der Bleche bleiben erhalten. Fügeverbindungen können demnach nicht nur zum stoffschlüssigen Zusammenhalt verwendet werden, sondern leisten auch einen wesentlichen Beitrag, um die Festigkeit einer Konstruktion zu verbessern. Für die Bewertung des Verfahrens werden der mikrolegierte H340LAD und der restaustenitische TRIP700 hinsichtlich ihrer Festigkeit, ihres Dehnungsverhaltens sowie der Schwingfestigkeit untersucht. Aufgezeigt werden die Untersuchungen anhand der Verwendung eines Yb:YAG-Scheibenlasers.
Aktualisiert: 2019-11-07
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TWIP-Stähle, auch FeMn-Stähle genannt, besitzen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften. Sie vereinen eine hohe Festigkeit mit einer hohen Duktilität. Das prädestiniert sie für den Einsatz in blechstärkenreduzierten und komplex umgeformten automobilen Strukturbauteilen. Aufgrund ihrer speziellen Legierungsund Gefügezusammensetzung sowie ihrer thermo-physikalischen Eigenschaften gelten TWIP-Stähle als schwer schweißbar.
Das Laserstrahlschweißen bietet hierbei im Vergleich zu anderen Fügeverfahren jedoch Vorteile. Vor dem Hintergrund werden in dieser Arbeit die Auswirkungen der Prozessparameter auf die Eigenschaften laserstrahlgeschweißter artgleicher und artfremder TWIP-Verbindungen untersucht. Dafür kommen metallografische und mechanisch-technologische Prüfverfahren zur Anwendung. Anhand der Ergebnisse werden die Prozessgrenzen aufgezeigt, sowie Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen. Durch das neu gewonnene Prozessverständnis wird der Transfer der Erkenntnisse auf Realbauteile, wie zum Beispiel einen Fahrzeugsitz, ermöglicht.
Aktualisiert: 2019-11-07
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