Evaluation of dynamic beam shaping approaches for the optimization of laser beam cutting of thick-section stainless steel sheets with high-brilliant laser sources
用于优化高亮度激光源厚截面不锈钢激光束切割的动态光束整形方法的评估
基本信息
- 批准号:298949414
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The proposed research project primarily aims at the optimization of thick-section fusion cutting of steel sheets with thicknesses greater than 8 mm by use of high-dynamic beam shaping methods. The intended analysis is strictly based on methods of the design-of-experiments (DoE) approach. Fundamental understanding of the complex and non-linear dependencies (as proven by a preliminary experimental study) between common static cutting parameters, dynamic control variables of the beam oscillation approach as well as the interesting responses including cutting efficiency, cut kerf geometry and cut edge roughness is expected as a result of the intended work. The experimental investigations are focused on the use of recent solid-state laser sources that currently show some deficiencies for thick-section cutting applications with respect to achievable production qualities in comparison to that of the well-established CO2 lasers, and therefore offer a high potential for process improvements. The experiments will be performed by use of the latest high-performance scanning devices allowing for extended parameter ranges with oscillation frequencies up to 4 kHz that were not addressable in preliminary investigations. Regression models describing the functional dependencies between control variables (factors), interactions and responses will be developed as a result of the applied DoE methods that in turn will be used to find the most appropriate parameter constellations for process optimization under variable conditions.
拟议的研究项目主要旨在利用高动态光束整形方法优化厚度大于8毫米钢板的厚截面熔融切割。预期分析严格基于实验设计 (DoE) 方法。对常见静态切割参数、光束振荡方法的动态控制变量以及有趣的响应(包括切割效率、切割切口几何形状和切割边缘粗糙度)之间的复杂和非线性相关性(已通过初步实验研究证明)有基本的了解预期是预期工作的结果。实验研究的重点是使用最新的固态激光源,与成熟的 CO2 激光器相比,目前在厚截面切割应用中,在可实现的生产质量方面存在一些缺陷,因此具有很高的潜力用于流程改进。实验将使用最新的高性能扫描设备进行,该设备允许扩展参数范围,振荡频率高达 4 kHz,这在初步研究中是无法解决的。描述控制变量(因素)、相互作用和响应之间的函数依赖性的回归模型将作为所应用的 DoE 方法的结果而开发,该模型反过来将用于寻找在可变条件下进行过程优化的最合适的参数群。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Study of correlation between edge roughness and gas flow characteristics in laser beam fusion cutting
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- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Borkmann;A. Mahrle;E. Beyer
- 通讯作者:E. Beyer
Fast Beam Oscillations Improve Laser Cutting of Thick Materials
快速光束振荡改善厚材料的激光切割
- DOI:10.1002/phvs.202000025
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:A. Wetzig;P. Herwig;C. Goppold;M. Borkmann;A. Mahrle;C. Leyens
- 通讯作者:C. Leyens
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