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Heat accumulation during pulsed laser materials processing
(2014) Weber, Rudolf; Graf, Thomas; Berger, Peter; Onuseit, Volkher; Wiedenmann, Margit; Freitag, Chistian; Feuer, Anne
Laser materials processing with ultra-short pulses allows very precise and high quality results with a minimum extent of the thermally affected zone. However, with increasing average laser power and repetition rates the so-called heat accumulation effect becomes a considerable issue.
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High-speed single-frame polarimeter for thermal radiation to measure the 3D geometry of hot metal surfaces
(2024) Sawannia, Michael; Berger, Peter; Weber, Rudolf; Hagenlocher, Christian; Graf, Thomas
The 3D geometry of the interaction zone in laser material processing is of major importance as it defines the absorption of the laser beam and may influence the hydrodynamics of the process. With the aim of measuring this geometry, which typically changes with frequencies in the order of 10 kHz, a single-frame polarimeter with acquisition rates of up to 75 kHz is presented in this work. It simultaneously records four images of the thermal process emission, through four linear polarizers with different orientations. The formulae required for the reconstruction of the 3D geometry from these images are derived and validated on an example of a heated steel sphere. The reconstructed geometry was found to be in good agreement with the examined sphere. An experimental example is also given of the application of this technology to geometry measurement of a highly dynamic laser cutting front at a framerate of 75 kHz.
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Konsolidierung von BPEL-Prozessmodellen im Kontext von Interaktionen über Fehlerbehandlungskontrukte
(2013) Berger, Peter
Bei der Akquirierung von Unternehmen ist es notwendig eine einheitliche Ablauforganisation zu schaffen. Dies wird durch die Konsolidierung von Geschäftsprozessen der Unternehmen, welche in einer Choreographie miteinander kommunizieren, erreicht. Dabei können die Prozesse Fehlerbehandlungen enthalten, die ebenfalls mit konsolidiert werden müssen. Hierfür wird, in der vorliegenden Arbeit, die Umwandlung von synchronen und asynchronen Kommunikationsmuster in Synchronisationsaktivitäten anhand der BPEL Konstrukte Fault Handler, Termination Handler, Event Handler und Compensation Handler (FCTE-Handler) untersucht. Durch diese Umwandlung kann der Kontrollfluss in den BPEL Konstrukten sich verändern und muss korrigiert werden. Als weiterer Aspekt werden Kontrollflussbeschränkungen betrachtet. Hierzu werden die Grenzüberschreitungen von Links analysiert, die in die FCTE-Handler hinein- und aus diesen hinausgehen. Das Auftreten von Grenzverletzungen wird durch die Umstrukturierung der einzelnen FCTE-Handler gelöst.
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Local vaporization at the cut front at high laser cutting speeds
(2020) Bocksrocker, Oliver; Berger, Peter; Kessler, Steffen; Hesse, Tim; Rominger, Volker; Graf, Thomas
High-speed videos of the cut front and spectrometric measurements were applied to detect local vaporization on the cut front at high cutting speeds to show that with increasing feed rate, temporally short and intense flashes are generated by vaporization phenomena on the upper part of the cut front. The latter are accompanied by the emergence of an interrupted striation pattern on the surface of the cutting edge. The findings support the assumption that local vaporization at the cut front might be the cause for reduced quality of the cutting process at elevated cutting speeds. The observation of vaporization serves as a diagnostic method to anticipate a fail cut and the interrupted striation pattern.
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Omnidirektionale Datenvisualisierung - Kollaborative Arbeit auf horizontalen Displays
(2012) Auwärter, Patrick; Berger, Peter; Sonnauer, Oliver
Diese Fachstudie befasst sich mit der Vorstellung und Bewertung von Konzepten, welche für die Informationsdarstellung auf horizontalen, von verschiedenen Richtungen aus bedienbaren Displays geeignet sind. Aus recherchierten Erfahrungsberichten über die kollaborative Arbeit an horizontalen Displays wurde zunächst ein Katalog von wichtigen Anforderungen an die Darstellungskonzepte zusammengestellt. Zu den gefundenen Anforderungen zählen zum Beispiel die Betrachtbarkeit der Darstellung aus mehreren Blickwinkeln und die Möglichkeit der gleichzeitigen Benutzung von Objekten durch mehrere Akteure. Danach wurden existierende und angedachte Darstellungskonzepte gesucht. Die verschiedenen Konzepte wurden anschließend auf Basis des Anforderungskatalogs miteinander verglichen. Dabei ergab sich, dass das Konzept "Lark" den Großteil der gestellten Anforderungen erfüllt und somit zu den fortgeschrittensten Konzepten zählt. Da jedoch keines der vorgestellten Konzepte alle Anforderungen erfüllt, wurden zuletzt noch Verbesserungsvorschläge erarbeitet und vorgestellt.
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Supercritical melt flow in high-speed laser welding and its interdependence with the geometry of the keyhole and the melt pool
(2024) Reinheimer, Eveline N.; Berger, Peter; Hagenlocher, Christian; Weber, Rudolf; Graf, Thomas
The advent of undercuts and humping limits the applicable speed of deep-penetration laser welding. Recent findings additionally show that a significant change of the keyhole’s shape is associated with the occurrence of undercuts. Considering that undercuts and humping are melt flow–induced defects, this leads to the question of how the geometry of the keyhole and the melt pool influence the melt flow and vice versa. In this work, the Froude number was used to characterize the melt flow around a keyhole. X-ray images of the keyhole and cross-sections of the weld were therefore used to determine the geometrical boundaries of the melt flow, to estimate the average melt velocity around the keyhole, and finally determine its Froude number. The flow around a cylindrically shaped keyhole was found to always be subcritical, whereas supercritical melt flow was observed around the elongated keyholes that are formed at higher welding speed. The findings may be interpreted in the sense that the elongation of the keyhole is a consequence of a supercritical stream of the melt flowing underneath and around the keyhole. This perception is consistent with the long-known experience that humping may be avoided by reducing the flow speed of the melt by widening the melt pool surrounding the keyhole (e.g., by means of beam shaping) and suggest a new explanation for the elongation of the keyhole at increased welding speed.