Modelowanie procesu kształtowania laserowego

Mucha, Z.; Widłaszewski, J.; Cabaj, M.; Gradoń, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Modelowanie procesu kształtowania laserowego

Autorzy

Mucha Z. , Widłaszewski J. , Cabaj M. , Gradoń R.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Modelling of laser forming process

Konferencja

Konferencja Naukowo-Techniczna. Modelowanie i sterowanie procesów elektrotermicznych (2002; Kielce, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

Zaprezentowano badania i modelowanie analityczne gięcia płyt przy użyciu wiązki laserowej o przekroju prostokątnym z uwzględnieniem rozkładu temperatury w warstwie uplastycznionej materiału. Podano wyrażenie na progową wartość mocy, przy której wystepuje gięcie laserowe. Wykazano, że efektywne gięcie zachodzi wówczas, gdy temperatura powierzchni materiału jest bliska temperaturze topnienia. Przedstawiony model może być wykorzystywany w różnych technologiach obróbki strumieniem ciepła. Wyprowadzone zależności na kąt zgięcia i krzywiznę w szczególnym przypadku upraszczają sie do znanych wyrażeń opisujących odkształcenia spawalnicze.

Experimental investigations and analytical modeling of bending plates by use of a laser beam with rectangular cross-section are presented. Temperature distribution in the plastified layer of the material was taken into considerations. Developed model proves that effective bending occurs when the material surface temperature is close to the melting temperature. Presented model can be applied in various laser processing technologies, for instance in hardening. Derived dependences for the bend angle and curvature can be reduced in special case to well-known expressions describing welding distortions.

Słowa kluczowe

kształtowanie laserowe gięcie laserowe liniowe źródło ciepła wiązka laserowa o przekroju prostokątnym dystorsja spawalnicza

laser forming laser bending linear heat source rectangular laser beam welding distortion

Wydawca

Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka

Rocznik

2002

Tom

Z. 40

Strony

149--161

Opis fizyczny

Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Mucha Z.

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

autor

Widłaszewski J.

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

autor

Cabaj M.

Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej i PAN, Zakład Laserowego Kształcenia Metali, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, PL - 25 314 Kielce

autor

Gradoń R.

Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej i PAN, Zakład Laserowego Kształcenia Metali, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, PL - 25 314 Kielce

Bibliografia

1. Miki Y., Analysis of thermoelastoplastic deformation of plane sheet in laser hardening process by the Boundary Element Method. Osaka University Master Thesis, 1984
2. Namba, Y., Laser Forming in Space. W: Proceedings of the International Conference On Lasers '85, (Las Vegas, NV, USA. Soc. Opt. & Quantum Electron, 2-6 Dec. 1985). C. P. Wang (ed.), STS Press 1986, pp. 403-407, McLean, VA, USA
3. Arnoldy R.F., Method of controlling distortion, straightening distorted objects and/or altering the shape of metal objects. The Linde Air Products Company. USA Patent Office, Patent No 2 428 825 (14.10.1947)
4. Holt R.E., Flame Straightening Basics. Welding Engineer, Sept (1965), pp. 49-53.
5. Holt R.E., Primary Concepts for Flame Bending. Welding Journal. June (1971). pp. 416-424
6. Masubuchi K., Maumoto I., Study on Metal Working by High Power Lasers. W: Proceedings of the 2nd International Conference on BEAM Technology, v.2, p. 20, 1985
7. Scully K., Laser line heating. Journal of Ship Production 3, 1987, 4, pp. 237-246
8. Jones J.E., Mossman M., Rhoades V., Predicting the outcome of laser thermal forming. The Fabricator, May 2001, pp. 66-68
9. Steiger E., Führungsloses Justieren der Mittelkontaktfedern des Kleinrelais D2 in cinem Pulslasersystem. Siemens Components 22 (1984) 3, pp. 135-137
10. Xianfan Xu, Laser-based microscale bending for microelectronics fabrication. W: Proc. of SPIE - the Int. Society for Optical Engineering, Vol. 3933, 2000, pp. 299-308
11. Hoving W., Accurate manipulation using laser technology. W: Proceedings of the LANE 2001 (Laser Assisted Net Shape Engineering 3, International Conference), eds.: M. Geiger, A. Otto, Meisenbach-Verlag Bamberg 2001, pp. 113-124
12. Miiller B., Laser adjustment - Models for the design of actuators. W: Proceedings of the LANE 2001 (Laser Assisted Net Shape Engineering 3, International Conference), eds.: M. Geiger, A. Otto, Meisenbach-Verlag Bamberg 2001, pp. 519-526
13. Frąckiewicz H., Mucha Z., Trąmpczyński W., Baranowski A., Cybulski A., Sposób gięcia przedmiotów metalowych. IPPT PAN. Urząd Patentowy PRL, Patent nr 155 358 (26.11.1987)
14. Frąckiewicz H., Mucha Z., Trąmpczyński W., Baranowski A., Cybulski A., Method of bending metal objects. United States Patent Office, Patent No 5 228 324 (20.7.1993)
15. Frąckiewicz H., Mucha Z., Gradoń R., Kalita W., Method of bending metal objects with an energy beam. United States Patent Office, Patent No. 5 719 374 (17.2.1998)
16. Geiger M., Vollertsen F., The Mechanisms of Laser Forming. Annals of CIRP. Manufacturing Technology, 42, 1, 1993, pp. 301-304
17. Boley B.A., Weiner J.H. Theory of Thermal Stresses. John Wiley & Sons, Inc., 1960
18. Holzer S., Arnet H., Geiser M., Physical and Numerical Modeling of the Buckling Mechanism. W: Laser Assisted Net Shape Engineering, Proceedings of the 26 International CIRP Seminar on Manufacturing Systems - LANE '94. Meisenbach-Verlag Bamberg (1994), pp. 379-386
19. Vollertsen F., Mechanisms and Models for Laser Forming. W: Laser Assisted Net Shape Engineering, Proceedings of the 26th International CIRP Seminar on Manufacturing Systems - LANE '94, Meisenbach-Verlag Bamberg (1994), pp. 345-360
20. Fratini L., Lo Nigro G., Neural network application in the laser bending process: direct and inverse approaches. W: Proceedings of the 2nd Meeting of AITEM, Padova, 1995, pp. 11-20
21. Reutzel E.W., Martukanitz R.P., Michaleris P., Zhang L., Savitz A.J., Magnusen J.P., Aburdene J.U., Gombotz K.J., Development of a System for the Laser Assisted Forming of Plate. International Congress on Applications of Lasers and Electro Optics, ICALEO 2001, Laser Materials Processing Proceedings. Section D - Surface Modification. Rapid Prototyping and Laser Forming. Laser Institute of America, 2001
22. Mucha Z., Hoffman J., Kalita W., Mucha S., Laser Forming of Thick Free Plates. Proceedings of the LANE'97 (International Conference Laser Assisted Net shape Engineering 2), eds.: M. Geiger, F. Vollertsen, Meisenbach Bamberg, pp. 383-392
23. Mucha Z., Cabaj M., Gradoń R., Pawłowski M., Widłaszewski J., Laser forming of plates by use of beam with circular and rectangular cross-section. Proceedings of the LANE 2001 (Laser Assisted Net Shape Engineering 3. International Conference), eds.: M. Geiger, A. Otto, Meisenbach-Verlag Bamberg 2001, pp. 527-536
24. Mucha Z., Cabaj M., Gradoń R., Widłaszewski J., Bending of plates by use of laser beam with rectangular cross-section. Advances in Manufacturing Science and Technology. Polish Academy of Sciences, Committee of Mechanical Engineering, Vol. 25, 3, 2001, pp. 87-99
25. Carslaw H.S., Jaeger J.C., Conduction of heat in solids. Oxford University Press, 1959
26. Ashby M.F., Easterling K.E., The transformation hardening of steel surfaces by laser beams -1. Hypo-eutectoid steels. Acta Metall. Vol. 32, No 11 (1984), 1935-1948
27. Okerbłom N.O., Demiancewicz W.P., Bajkowa I.P., Projektirowanije technologii izgotowlenija swarnych konstrukcij., Sudpromgiz, Leningrad 1963
28. Ferenc K., Ferenc J., Konstrukcje spawane. Projektowanie połączeń. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSW2-0011-0016