Oboustranný Laser Shock Peening

Abstrakt:

Laser Shock Peening (LSP) neboli laserové vyklepávání je proces, při němž se využívá vysokoenergetických nanosekundových laserových pulsů ke generaci tlakových zbytkových napětích v kovových materiálech. Tyto materiály se pak vyznačují delší únavovou životností a obecně vyšší odolností vůči trhlinám všeho druhu. Standartní způsob aplikace LSP je zaostřit laserový svazek na jednu stranu vzorku na oblast, kde zpravidla dochází k iniciaci
trhlin. Při generaci tlakových zbytkových napětí pak dochází k redistribuci zbytkových napětí ve vzorku. To má za následek, že v cílové oblasti vzniká tlak, zatímco kolem této oblasti a pod ní vzniká tah. Pokud je vzorek tenký (< 7mm), může v důsledku redistribuce napětí dojít k makroskopickému ohnutí vzorku směrem od zasažené oblasti.
Tato geometrická deformace vzorku je z aplikačního pohledu zpravidla nežádoucí a prohnutí na jednu stranu musí být kompenzováno stejným prohnutím na druhou stranu ošetřením protilehlé strany vzorku. Tato metoda však není příliš přesná a u součástí, jako například lopatky turbín, které vyžadují vysokou přesnost, ji nelze použít. Proto se volí metoda tzv. oboustranného LSP, kdy na vzorek nebo součást dopadají stejné laserové svazky z obou stran současně. V materiálu pak vzniká tlak na obou stranách současně a nedochází ke geometrické deformaci.
Cílem práce je uvést metodu oboustranného LSP v centru HiLASE do praxe. V LSP stanici se momentálně nachází optický stůl ve tvaru „U“, který onu metodu umožňuje, avšak doteď je zatím využívána pouze jedna strana stolu.

Student by laserový svazek rozdělil na 2 a postavil by optickou dráhu na druhé straně stolu. Optickou dráhu bude potřeba dimenzovat tak, aby svazek dorazil na vzorek z obou stran současně.

Vzhledem k povaze tématu se očekává jistá manuální zručnost a zájem o praktickou práci s laserovým svazkem a optickými a optomechanickými prvky. Jedním z výstupů práce bude rovněž srovnání původního jednostranného LSP s novým oboustranným přístupem. Určujícím faktorem bude geometrická přesnost zpracovaných vzorků.

Co nabízíme:

• Flexibilní pracovní dobu přizpůsobenou tvému rozvrhu a studiu
• Praktickou zkušenost s laserovými technologiemi a pokročilou analytikou
• Odborné vedení a podporu od zkušených výzkumníků
• Přístup k modernímu vybavení a výzkumnému zázemí
• Příležitost pracovat v inspirativním prostředí mezinárodního výzkumného centra