PHOENIX

Motivation 

Die continuous wave (cw)-Laserstrukturierung ist ein zentraler Prozessschritt beim thermischen Direktfügen und bislang nicht ausreichend in-situ mess- und regelbar. Zum einen wird die Strukturqualität durch variierende Faktoren wie Materialzusammensetzung, Bauteilgeometrie und Oberflächenzustand sowie der eingesetzten Lasersystemstechnik erheblich beeinflusst. Zum anderen können bestehende Einzelsensorsysteme wesentliche Strukturparameter wie Tiefe, Flankenwinkel oder Hinterschneidungen nicht zuverlässig erfassen. Daher sollen im Teilvorhaben »Multimodale Sensorfusion und Echtzeitregelung für cw-Laserstrukturierungsprozesse« das Inline-Monitoring sowie die adaptive Prozessregelung realisiert werden.

Ziele und Vorgehen

Konkret zielen die Forschungsarbeiten darauf ab, die Strukturparameter durch die Fusion photonischer Emissions- und akustischer Signale in Echtzeit zu detektieren und aktiv zu beeinflussen. Damit wird eine reproduzierbare Strukturqualität für industrielle Fügeprozesse wie dem Thermischen Direktfügeverfahren sichergestellt, der enorme Prüfaufwand der nachträglichen Bauteilkontrolle drastisch reduziert und eine niedrige Ausschussrate gewährleistet.

Innovation und Perspektiven

Das Vorhaben geht deutlich über den Stand der Technik hinaus, da erstmals akustische und photonische Sensordaten in Echtzeit für Prozessregelung und Qualitätssicherung beim cw-Laserstrukturieren fusioniert werden. Perspektivisch ermöglicht dies eine vollständig digitalisierte, adaptive und wirtschaftliche Laserstrukturierung für industrielle Serienprozesse.