Publikationen – XARION Laser Acoustics

SPIE. Photonics West 01/2024

Towards process control by detecting acoustic emissions during ultrashort pulsed laser ablation of multilayer materials (Englisch)

Autoren:

C. Lutz, R. Sommerhuber, M. Kettner, C. Esen, R. Hellmann

Inhalte:

Mit dem optischen Mikrofon Eta450 Ultra von XARION kann der ultrakurzgepulste Laserabtrag von dünnen Mehrschichtmaterialien überwacht werden
Es ist möglich, den Materialübergang zwischen Polymer und Kupfer während des Laserabtrags zu überwachen, indem ein breites akustisches Frequenzspektrum zwischen 100 kHz und 2 MHz in Luft beobachtet und eine plötzliche Änderung der akustischen Energie erkennt
Es wurde ein direkter Zusammenhang zwischen Erhöhung der Ablationsrate und erhöhter Schallenergie festgestellt

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Nature Communications 11/2023

Ultrasonic barrier-through imaging by Fabry-Perot resonance-tailoring panel (Englisch)

Autoren:

Chung Il Park, Seungah Choe, et al.

Inhalte:

Ultraschallbildgebung durch nahezu undurchdringliche Metallbarrieren oder den menschlichen Schädel bleibt eine ungelöste Herausforderung
Die Autoren zeigen, dass mit Hilfe eines Fabry-Perot-Resonanansatzes Ultraschalltransmission durch ansonsten undurchdringliche Barrieren möglich ist
Das optische Hydrophon von XARION (Eta100L Ultra) wurde in den Experimenten zur Erfassung von Ultraschallsignalen eingesetzt
Die neu entwickelte Methode ermöglicht eine nahezu gleichwertige Bildqualität wie ohne Barrieren und hat das Potenzial, die Ultraschallbildgebung zu verbessern

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Nature Communications 12/2023

Harmonizing sound and light: X-ray imaging unveils acoustic signatures of stochastic inter-regime instabilities during laser melting (Englisch)

Autoren:

Milad Hamidi Nasab, Giulio Masinelli, et al.

Inhalte:

Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Additive Manufacturing ist ein Verfahren zur additiven Fertigung von Metallen, welches in der Lage ist, komplizierte dreidimensionale Metallteile direkt aus CAD-Modellen herzustellen
In der vorliegenden Arbeit wird Synchrotron-Röntgenbildgebung eingesetzt, um Keyhole-Instabilitäten in LPBF zu filmen und diese mit der Schallemission des Prozesses zu korrelieren
Das optische Mikrofon von XARION wurde zur Messung der Luftschallemission aus der Wechselwirkungszone zwischen Laser und Material eingesetzt
Die Übergänge zwischen den Zuständen Wärmleitschweißen, Schweißen mit stabilem Keyhole und Schweißen mit instabilem Keyhole (welches zur Bildung von Porosität und anderen Instabilitäten führt), können anhand der Schallemissionsdaten erfolgreich erkannt werden

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Additive Manufacturing 01/2024

Healing of keyhole porosity by means of defocused laser beam remelting: Operando observation by X-ray imaging and acoustic emission-based detection (Englisch)

Autoren:

Charlotte de Formanoir, Milad Hamidi Nasab, et al.

Inhalte:

Beim Pulverbettschmelzen (LPBF) kann die unvorhersehbare Bildung von Defekten wie Poren zu einer Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften führen
Mit Hilfe des optischen Mikrofons von XARION wurde eine Strategie zur Überwachung der In-situ-Porenheilung durch Laserumschmelzen entwickelt
Akustische Signale, die während des Laserumschmelzens erfasst werden, werden zeitlich synchronisiert und mit Röntgenbildern analysiert, um akustische Signaturen des Porenheilungsvorgangs zu identifizieren
Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz ermöglicht eine präzise Überwachung der Defektheilung während des LPBF-Prozesses ohne den Einsatz aufwändiger maschineller Lernalgorithmen

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Nature Photonics 10/2023

Acousto-optic modulation of gigawatt-scale laser pulses in ambient air (Englisch)

Autoren:

Yannick Schrödel, Claas Hartmann, et al.

Inhalte:

XARIONs optisches Mikrofon wurde zur Messung hochintensiver Ultraschallfelder eingesetzt
Schrödel et al. vom DESY Hamburg zeigten Ablenkungen von Laserpulsen im Gigawattbereich in Luft
Die Kontrolle von kohärentem Licht ist in vielen Bereichen von entscheidender Bedeutung, aber die moderne Photonik stößt durch Faktoren wie Wellenlänge und hohe optische Leistungen an ihre Grenzen
Die Verwendung von Ultraschall-angepassten gasförmigen Medien zur effizienten Ablenkung von Laserpulsen bietet neue Möglichkeiten für elastische optische Elemente
Zur Messung und Charakterisierung der zur Ablenkung verwendeten Ultraschallfelder wurde das Optische Mikrofon von XARION eingesetzt

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Composite Structures 10/23

Low-velocity impact behaviour of biocomposite laminates reinforced by flax, basalt and hybrid fibres at various temperatures: Analytical, numerical and experimental results (Englisch)

Autoren:

Valentina Giammaria, Simonetta Boria, Josef Pörnbacher, et.al.

Inhalte:

Das Aufprallverhalten von Bio-Verbundwerkstoffen verstärkt durch Flachs-, Basalt- und Hybridfasern wurde untersucht
XARIONs LEA Methode wurde eingesetzt um durch den Aufprall verursachte interne Schäden zu bewerten

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Wood Material Science & Engineering 05/2023

Supervised classification of wood species during milling based on extracted cut events from ultrasonic air-borne acoustic signals (Englisch)

Autoren:

Mehieddine Derbas, Stephan Frömel-Frybort, Christian Laaber, Hans-Christian Möhring, Martin Riegler

Inhalte:

Die Überwachung während der Holzverarbeitung gewinnt an Bedeutung, um die Effizienz zu steigern und eine adaptive Fertigung zu ermöglichen
Die akustische Überwachung eignet sich besonders für den Schneide- und Fräsvorgang
Derbas et al. entwickelten ein KI-Modell zur Unterscheidung von Holzarten mit einer Genauigkeit von bis zu 93 % anhand von Einzelschnitt-Ereignissen

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Optics and Laser Technology 04/2023

A comprehensive study on water jet guided laser micro hole drilling of an aerospace alloy (Englisch)

Autoren:

Levent Subasi, Mustafa I. Gokler, Ulas Yaman

Inhalte:

Water-Jet Guided Laser Drilling ist ein spezieller Herstellprozess für kleinste Bohrlöcher in Metallen
Die Publikation zeigt, dass das Optische Mikrofon verwendet werden kann um die Bohrlochtiefe und den Durchstoß-Zeitpunkt anhand der Ultraschall-Prozessemission zu überwachen

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12th International Electric Drives Production Conference (EDPC) 01/23

Inline Process Monitoring of Hairpin Welding Using Optical and Acoustic Quality Metrics (Englisch)

Autoren:

Markus Omlor, Johannes Reith, et.al.

Inhalte:

Bei dieser Untersuchung zur Inline-Prozessüberwachung beim Hairpin-Schweißen wurde XARIONs Optisches Mikrofon eingesetzt, um die akustische Emission des Schweißprozesses in Luft zu messen
Es wurden zahlreiche Schweißnähte unter verschiedenen Bedingungen produziert, die die Qualität des Endprodukts beeinflussen, wie beispielsweise Fehler in der Pin-Positionierung oder Abweichungen in der Fokuslage und der Laserleistung
Dabei wurde gezeigt, dass die Echtzeit-Ultraschallemission als Frühindikator zur Vorhersage des wichtigen Parameters Kupfer-Anbindungsfläche genutzt werden kann

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Tagungsbericht der LANE 2022 Erlangen 09/2022

Monitoring of remote laser processes using air-coupled ultrasound (Englisch)

Autoren:

R. Sommerhuber, M. Kettner

Inhalte:

Das optische Mikrofon von XARION wurde zur berührungslosen Überwachung von Laserprozessen verwendet indem die akustischen Emissionen des Prozesses mit bekannten Referenzsignalen verglichen wurden
Es wurde gezeigt, dass diese Überwachungsmethode in der Lage ist, Fehler und Unregelmäßigkeiten beim Schweißen von Metallblechen und kupferverbundenen Substraten zu erkennen

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