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Prof. Dr. Martin Bonnet

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Hochgeschwindigkeitskamera für das IWA

Im Januar 2019 erhielt das IWA eine Hochgeschwindigkeitskamera mit Laser-Beleuchtung. Ziel ist es, anwendungsorientierte Projekte in Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der kunststoffverarbeitenden als auch der schweißtechnischen Industrie zu absolvieren.

Prof. Bonnet und Dr. Antonios Antoniou mit der neuen Hochgeschwindigkeitskamera Prof. Bonnet und Dr. Antonios Antoniou mit der neuen Hochgeschwindigkeitskamera (Bild: Stephanie Macht / TH Köln)

Die Hochgeschwindigkeits-Kamera FASTCAM Mini AX200, 900K / M2 soll zunächst für ein geplantes Forschungsprojekt zur Charakterisierung der Lichtbogenform und des Werkstoffübergangs im Plasma-MIG-Lichtbogen eingesetzt werden.

Durch Aufnahmen wird das dynamische Verhalten der zwei eng nebeneinanderstehenden Lichtbögen und der Einfluss der Schweißparameter auf den Werkstoffübergang und die Badbewegung untersucht. Die dort ablaufenden Vorgänge haben eine Dauer von wenigen Mikrosekunden und können nur mit dieser Aufnahmetechnik analysiert werden.

Zur Beobachtung der Kinematik des Schweißbades unterhalb der Lichtbogensäule ist eine Beleuchtung mit einer speziellen Laserdiode notwendig.

Einsatz im Rahmen einer Promotionsarbeit, in der Lehre und in Forschungsprojekten

Hochgeschwindigkeitskamera Hochgeschwindigkeitskamera des IWA (Bild: Stephanie Macht / TH Köln)

Weiterhin soll die HG-Kamera im Rahmen einer Promotionsarbeit zum Thema „Kunstrasen der Zukunft“ verwendet werden. Mit ihrer Hilfe sollen die Wechselwirkungen zwischen Kunstrasen aus verschiedenen polymeren Werkstoffen und dem Schuh bzw. dem Fuß des Spielers in biomechanischer Hinsicht untersucht werden.

Für die Lehre wird die Kamera an Projekt- und Studienarbeiten des Instituts für Medien- und Phototechnik (IMP) genutzt.

Im Rahmen eines dritten Forschungsprojekts mit dem Titel „Entwicklung eines Remote-Brennersystems mit integriertem Drahtförderwerk und Magnetkettenantrieb (Magnetcrawler) für das nasse (FCAW)-Unterwasserschweißen mit Fülldrähten“ sollen Untersuchungen des Unterwasser-Lichtbogens erfolgen.

Mit dem Einsatz der Hochgeschwindigkeitskamera sollen UW-Schweißprozesse in der Druckkammer für verschiedene Wassertiefen analysiert werden. Genauso wie beim atmosphärischen Schweißen können mit ihrer Hilfe der Werkstoffübergang, die Schmelzbadbewegung und die Prozessstabilität bei verschiedenen Wassertiefen erfasst werden. Speziell für die Unterwasserschweißung spielen auch die Lichtbogenform und die Ausbildung von Wasserdampfschichten auf der Oberfläche der erwärmten Stahloberfläche in Abhängigkeit von dem herrschenden Umgebungsdruck eine entscheidende Rolle für die Abkühlgeschwindigkeit des Schweißgutes.

Februar 2019

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