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      Simulationsbasierte Regelung der Laserhärtung von Stahl

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      HTM Härtereitechnische Mitteilungen

      Carl Hanser Verlag

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          Kurzfassung

          Bei der Oberflächenhärtung mit Hilfe von Laserstrahlen ist eine konstante Einhärtetiefe erwünscht, wobei gleichzeitig Anschmelzungen vermieden werden sollen. Um Anschmelzungen zu verhindern, kann die Temperatur im Auftreffpunkt des Lasers gemessen und die Laserleistung entsprechend geregelt werden. Eine konstante Temperatur führt bei geometrisch komplizierten Bauteilen jedoch nicht zu einer konstanten Einhärtetiefe. In dieser Arbeit wird ein Verfahren aufgezeigt, bei dem durch numerische Simulationen eine nicht konstante Oberflächentemperatur berechnet wird, die eine konstante Einhärtetiefe liefert. Die berechnete Oberflächentemperatur kann als Solltemperatur im realen Prozess benutzt werden.

          Abstract

          The goal of the laser surface hardening is to achieve a constant hardening depth and at the same time to avoid surface melting. To this end one can use the measured temperature in the hot spot of the laser on the workpiece for controlling the laser power. However, in case of workpieces with varying thickness or with cavities close to the surface a constant surface temperature usually does not lead to a constant hardening depth. In this paper we propose a new method which uses numerical simulations to compute a non constant surface temperature leading to a constant hardening depth. The latter can be used as a set point temperature for the machine based process control.

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          The Control Handbook

           W. Levine,  H Khalil (1996)
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            Numerical simulation of the surface hardening of steel

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              Optimal control strategies for the surface hardening of steel

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                Author and article information

                Journal
                htmd
                HTM Härtereitechnische Mitteilungen
                Carl Hanser Verlag
                0341-101X
                2194-1831
                2006
                : 61
                : 2
                : 103-107
                Author notes

                Dipl.-Phys. Holger Alder, geb. 1970, studierte Physik an der Technischen Universität Berlin und diplomierte auf dem Gebiet der Hochleistungsfestkörperlaser für die Lasermaterialbearbeitung. Seit 2001 ist er Technischer Vorstand der Photon AG, Berlin.

                Prof. Dr. rer. nat. Dietmar Hömberg, geb. 1961, studierte Mathematik an der Universität Münster. Promotion an der Universität Essen, Habilitation 2002, TU Berlin. Seit 2003 ist er Leiter der Forschungsgruppe “Nichtlineare Optimierung und Inverse Probleme” des Weierstraß-Instituts für Angewandte Analysis und Stochastik im Forschungsverbund Berlin e. V. (WIAS) und ord. Professor an der TU Berlin.

                Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Wolf Weiss, geb. 1952, studierte Physikalische Ingenieurwissenschaft an der TU Berlin. Er promovierte 1990 und habilitierte sich 1998 im Fachgebiet Thermodynamik. Seit 2000 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe “Nichtlineare Optimierung und Inverse Probleme” des WIAS.

                Article
                HT100370
                10.3139/105.100370
                © 2006, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 5, Pages: 5
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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