DE102013017132A1 - Hardening portion of component, comprises placing component at distance from first electrode, connecting capacitor to first and second electrodes, charging capacitor with electric voltage, and applying shock wave to portion - Google Patents

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Abstract

The method comprises placing a component at a distance from a first electrode (14), providing a capacitor (20) and connecting the capacitor to the first electrode via a first connection (22) and a second electrode via a second connection, partially and electrically insulating the first and second electrodes by an insulator (16), charging the capacitor with an electric voltage such that an electrical breakdown between the electrodes is prevented, and applying shock wave to a portion of the component for hardening the portion of the component between the electrodes. The method comprises placing a component at a distance from a first electrode (14), providing a capacitor (20) and connecting the capacitor to the first electrode via a first connection (22) and a second electrode via a second connection, partially and electrically insulating the first and second electrodes by an insulator (16), charging the capacitor with an electric voltage such that an electrical breakdown between the electrodes is prevented, and applying shock wave to a portion of the component for hardening the portion of the component between the electrodes or partially vaporizing and ionizing the component or an electrode surface by an energy beam. The shock wave causes the electrical discharge between the electrodes. The electrodes are provided close to the component. The insulator circumferentially surrounds the electrode, and includes a gas, a liquid, a solid body or vacuum. A portion of one of the electrodes, the portion of the component and/or the insulator are applied with the energy beam such that a material of the portions is vaporized and charge carriers are provided for a high-voltage breakdown.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs eines Bauteils.The invention relates to a method for solidifying at least a portion of a component.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Verfahren zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs eines Bauteils bereits hinlänglich bekannt. Durch Verfestigen des Teilbereichs kann die Festigkeit des Bauteils in dem Teilbereich gegenüber einem Zustand ohne das Verfestigen erhöht werden. Als Verfestigungsverfahren sind beispielsweise Walzen oder Hämmern bekannt. Diese Verfestigungsverfahren jedoch weisen eine nur geringe Tiefenwirkung auf. Darüber hinaus sind zum Durchführen dieser Verfestigungsverfahren massive Werkzeuge erforderlich, wobei der zu verfestigende Teilbereich für diese massiven Werkzeuge zugänglich sein muss. Darüber hinaus wirken beim Verfestigen des Teilbereichs üblicherweise starke Belastungen auf das Bauteil, da das Bauteil beispielsweise in einem Gegenhalter gehalten werden muss. Üblicherweise muss das Bauteil dabei im Nachgang gerichtet oder spanend oder umformend wieder auf Maß gebracht werden, um die aufgetretenen Deformationen oder Verzüge zu kompensieren.Methods for consolidating at least one subarea of a component are already well known from the general state of the art. By solidifying the portion, the strength of the component in the portion can be increased from a condition without solidification. As solidification process, for example, rollers or hammers are known. However, these solidification methods have only a low depth effect. In addition, massive tools are required to perform this solidification process, with the portion to be consolidated accessible to these massive tools. In addition, when solidifying the portion usually heavy loads on the component act as the component must be kept, for example, in a counter-holder. Usually, the component has to be subsequently adjusted or machined or reshaped to measure, in order to compensate for the deformations or distortions that have occurred.

Eine weitere Methode, um wenigstens einen Teilbereich eines Bauteils zu verfestigen, ist beispielsweise das Kugelstrahlen. Jedoch weist auch das Kugelstrahlen eine nur geringe Tiefenwirkung auf. Darüber hinaus kommt es zu einem Abrieb des Strahlmittels, wodurch das Bauteil verschmutzt werden kann. Darüber hinaus sind übliche Anlagen zum Kugelstrahlen verschleißintensiv. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Oberfläche des Teilbereichs durch das Kugelstrahlen beschädigt werden kann.Another method for solidifying at least a portion of a component is, for example, shot peening. However, the shot peening also has a low depth effect. In addition, it comes to abrasion of the blasting agent, whereby the component can be contaminated. In addition, conventional systems for shot peening are wear-intensive. Another disadvantage is that the surface of the portion can be damaged by the shot peening.

Eine weitere Möglichkeit zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs eines Bauteils ist das sogenannte Laserpeening. Mittels des Laserpeenings lässt sich eine hohe Tiefenwirkung realisieren. Darüber hinaus kann eine thermische Beeinflussung des Bauteils vermieden oder zumindest gering gehalten werden. Ein Laser-Peening-Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Laser-Peening-Verfahrens sind beispielsweise der US 5 741 559 A als bekannt zu entnehmen. Im Rahmen des Laser-Peening-Verfahrens wird wenigstens ein Laserstrahl zum Verfestigen des Teilbereichs verwendet. Auf den zu verfestigenden Teilbereich wird eine Beschichtung zum Absorbieren von durch den Laserstrahl bereitgestellter Energie aufgebracht. Der Laserstrahl beziehungsweise ein Laser zum Bereitstellen des Laserstrahls wird gepulst betrieben. Die Beschichtung wird mit Laserstrahlpulsen beaufschlagt und führt zu einer schlagartigen Verdampfung der Beschichtung, wodurch Druckwellen beziehungsweise Schockwellen erzeugt werden. Diese pflanzen sich ausgehend von der Oberfläche ins Material fort, ähnlich Schallwellen. Durch diese Schockwellen wird der Teilbereich auch in der Tiefe verfestigt.Another possibility for solidifying at least one subregion of a component is the so-called laser peening. By means of the Laserpeenings a high depth effect can be realized. In addition, a thermal influence on the component can be avoided or at least kept low. A laser peening method and an apparatus for performing such a laser peening method are, for example, the US 5,741,559 A to be known as known. As part of the laser peening process, at least one laser beam is used to solidify the subregion. A coating for absorbing energy provided by the laser beam is applied to the subregion to be consolidated. The laser beam or a laser for providing the laser beam is operated pulsed. The coating is acted upon by laser beam pulses and leads to a sudden evaporation of the coating, whereby pressure waves or shock waves are generated. These propagate from the surface into the material, similar to sound waves. Due to these shock waves, the sub-area is also solidified in depth.

Der Nachteil von Laser-Peening-Verfahren ist jedoch, dass zum Durchführen der Laser-Peening-Verfahren kostenintensive Speziallaser mit extrem hoher Pulsspitzenleistung erforderlich sind. Standardkomponenten wie Optiken, Kabinen etc. sind hierbei kaum verwendbar. Das Bauteil muss zudem vorab mit einem Coating versehen werden, was ggf. nach dem Peening wieder entfernt werden muss. Damit lassen sich solche Laser-Peening-Verfahren nur sehr kostenaufwendig durchführen.The disadvantage of laser peening processes, however, is that costly special lasers with extremely high pulse peak power are required to perform the laser peening processes. Standard components such as optics, cabs, etc. are hardly usable here. The component must also be provided in advance with a coating, which may need to be removed after peening again. Thus, such laser peening process can be very expensive to perform.

Schließlich sind aus dem allgemeinen Stand der Technik auch thermische Verfahren zur Erhöhen der Festigkeit des Bauteils bekannt. Bei diesen thermischen Verfahren kann es sich beispielsweise um Härten oder Vergüten handeln. Hierbei kommt es jedoch zu einer unerwünscht hohen Wärmebelastung des Bauteils, woraus ein Verzug des Bauteils resultieren kann. Ferner ist für diese thermischen Verfahren ein hoher apparativer und energetischer Aufwand erforderlich. Ferner sind diese thermischen Verfahren nur schlecht örtlich begrenzt anwendbar, was beispielsweise eine folgende Zerspanung erschweren kann. Die Wirkung in die Tiefe ist limitiert, da für den Härteeffekt eine Mindestabschreckgeschwindigkeit erreicht werden muss.Finally, from the general state of the art, thermal methods for increasing the strength of the component are also known. These thermal methods may be, for example, hardening or tempering. However, this leads to an undesirably high heat load on the component, which can result in a distortion of the component. Furthermore, a high expenditure on equipment and energy is required for these thermal processes. Furthermore, these thermal methods are poorly applicable locally limited, which can make it difficult, for example, a subsequent cutting. The effect in depth is limited, since a minimum quenching speed must be achieved for the hardening effect.

Die US 2012/0114007 A1 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen einer Laser-geführten elektrischen Entladung unter Wasser. Zu einem ersten Zeitpunkt wird ein Laserpuls an einer ersten Elektrode vorbei gefeuert, wobei der Laserpuls in die Richtung einer gewünschten elektrischen Entladung gefeuert wird. Die Elektrode ist dabei mit einer externen Energiequelle verbunden.The US 2012/0114007 A1 discloses a method for generating a laser-guided electrical discharge under water. At a first time, a laser pulse is fired past a first electrode, the laser pulse being fired in the direction of a desired electrical discharge. The electrode is connected to an external energy source.

Der Laserpuls weist einen Ausbreitungspfad und eine Leistung auf, die größer als ein kritisches Leistungsniveau ist. Der Laserpuls erzeugt auf seinem Weg durch das Wasser durch Verdampfen und Ionisieren einen Kanal, in dem sich viele freie Ladungsträger befinden. Der Laser-ionisierte Kanal weist eine höhere Leitfähigkeit als das umgebende Wasser auf, so dass die Entladung schlagartig entlang des Kanals erfolgt und mit dem Laserstrahl die Richtung vorgegeben werden kann.The laser pulse has a propagation path and a power greater than a critical power level. The laser pulse generates on its way through the water by evaporation and ionization a channel in which there are many free charge carriers. The laser ionized channel has a higher conductivity than the surrounding water, so that the discharge takes place abruptly along the channel and the direction can be specified with the laser beam.

Im Rahmen des Verfahrens wird die externe Energiequelle genutzt, um ein elektrisches Antriebsfeld zu erzeugen, wobei mittels des elektrischen Antriebsfelds eine elektrische Entladung zu einem auf den ersten Zeitpunkt folgenden, zweiten Zeitpunkt bewirkt wird. Die elektrische Entladung verläuft durch das Wasser entlang des Pfads des laser-ionisierten Kanals.As part of the method, the external power source is used to generate an electric drive field, wherein by means of the electric drive field, an electrical discharge is effected at a second time following the first time. The electrical discharge passes through the water along the path of the laser-ionized channel.

Darüber hinaus sind Laser-Peening-Verfahren der US 4 937 421 , der US 6 049 058 und der US 2003/0029522 A1 als bekannt zu entnehmen. In addition, laser peening methods are the US 4,937,421 , of the US Pat. No. 6,049,058 and the US 2003/0029522 A1 to be known as known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs eines Bauteils bereitzustellen, welches kostengünstig durchführbar ist und bei welchem unerwünschte Beeinträchtigungen wie beispielsweise thermische und mechanische Belastungen und unerwünschte Gefügeumwandlungen des Bauteils vermieden werden können.The object of the present invention is to provide a method for solidifying at least one subregion of a component which can be carried out cost-effectively and in which undesired impairments such as, for example, thermal and mechanical stresses and undesirable microstructural transformations of the component can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein solches Verfahren zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs eines Bauteils mittels wenigstens einer Druckwelle unter Verwendung wenigstens eines Energiestrahls umfasst einen ersten Schritt, in welchem das Bauteil in einem Abstand zu wenigstens einer Elektrode angeordnet wird. In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein Kondensator bereitgestellt. Ferner wird der Kondensator einerseits mit der ersten Elektrode und andererseits mit einer zweiten Elektrode oder mit dem Bauteil als Elektrode elektrisch verbunden. Dies bedeutet, dass die Elektroden kapazitiv über den Kondensator miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt werden.Such a method for solidifying at least one partial region of a component by means of at least one pressure wave using at least one energy beam comprises a first step, in which the component is arranged at a distance from at least one electrode. In a second step of the method, at least one capacitor is provided. Further, the capacitor is electrically connected on the one hand to the first electrode and on the other hand to a second electrode or to the component as an electrode. This means that the electrodes are connected or coupled capacitively to one another via the capacitor.

In einem dritten Schritt des Verfahrens wird die erste Elektrode von der zweiten Elektrode zumindest teilweise mittels wenigstens eines Isolators bzw. Isolationsmittels elektrisch isoliert. In einem vierten Schritt des Verfahrens wird der Kondensator mit einer elektrischen Spannung, insbesondere mit einer elektrischen Hochspannung aufgeladen, und zwar derart, dass ein elektrischer Durchschlag zwischen den Elektroden unterbleibt In einem fünften Schritt des Verfahrens wird die auf den Teilbereich des Bauteils wirkende Druckwelle zum Verfestigen des Teilbereichs bewirkt, indem der zwischen den Elektroden angeordnete Isolator zumindest teilweise mittels des Energiestrahls verdampft und/oder ionisiert wird, woraus wenigstens eine die Druckwelle bewirkende elektrische Entladung zwischen den Elektroden resultiert. Entscheidend ist dabei die Erzeugung von Ladungsträgern für den Überschlag. Dies kann auch durch das Verdampfen oder Ablatieren des Bauteils, einer Schicht auf dem Bauteil oder der Elektrodenoberfläche erfolgen.In a third step of the method, the first electrode is electrically insulated from the second electrode at least partially by means of at least one insulator or insulating means. In a fourth step of the method, the capacitor is charged with an electrical voltage, in particular with an electrical high voltage, in such a way that an electrical breakdown between the electrodes is omitted. In a fifth step of the method, the pressure wave acting on the partial area of the component is solidified of the subregion is effected by at least partially vaporising and / or ionizing the insulator arranged between the electrodes by means of the energy beam, resulting in at least one electrical discharge between the electrodes which effects the pressure wave. The decisive factor is the generation of charge carriers for the rollover. This can also be done by evaporating or ablating the component, a layer on the component or the electrode surface.

Die Energie zur Verdampfung des Isolators ist wesentlich geringer als beim klassischen Laserpeening. Auch eine lokale Verdampfung der Elektrode oder des Bauteils erfordert vergleichsweise geringe Energiemengen, die z. B. bereits durch gängige, sehr kostengünstige Beschriftungslaser erreicht werden. Der Großteil der Energie für die Druckwelle stammt aus der elektrischen Entladung, vergleichbar mit der Druckwelle bei einem Blitzeinschlag. Der Isolator kann als Gas, Feststoff oder Flüssigkeit ausgebildet werden. Im Falle einer Flüssigkeit behindert die umgebende Flüssigkeit um die Dampfblase zusätzlich die seitliche Ausbreitung der Druckwelle.The energy used to evaporate the insulator is much lower than in classical laser peening. Also, a local evaporation of the electrode or the component requires comparatively small amounts of energy, the z. B. already be achieved by popular, very inexpensive labeling lasers. Most of the energy for the pressure wave comes from the electrical discharge, comparable to the pressure wave in a lightning strike. The insulator can be formed as a gas, solid or liquid. In the case of a liquid, the surrounding liquid around the vapor bubble additionally impedes the lateral propagation of the pressure wave.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die Vorteile des Laser-Peening-Verfahrens realisieren. Die genannten Nachteile des Laser-Peening-Verfahrens können jedoch vermieden werden, da das Verfahren mit einfachen und kostengünstigen Komponenten durchgeführt werden kann. Elektrische Energie für die Druckwelle ist kostengünstiger, da keine Umwandlung von elektrischer in Laserenergie. Wirkungsgrad Laser heute ca. max. 40% elektrisch-optisch.By means of the method according to the invention, the advantages of the laser peening method can be realized. However, the mentioned disadvantages of the laser peening method can be avoided since the method can be carried out with simple and inexpensive components. Electrical energy for the pressure wave is more cost-effective, since no conversion from electrical to laser energy. Efficiency Laser today approx. Max. 40% electrical-optical.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise die Gestaltfestigkeit des gesamten Bauteils oder lokal in kritischen Bauteilbereichen ohne oder mit einem nur geringen Wärmeeinfluss erhöht werden. Dadurch kann das Bauteil zumindest im verfestigten Teilbereich gegenüber einem nicht-verfestigten Zustand schlanker, das heißt mit einer geringeren Wanddicke ausgeführt werden oder erträgt bei gleicher Wanddicke höhere Belastungen, vor allem bei dynamischer Belastung. Ferner kann unter Umständen auf den Einsatz von kostenintensiven Werkstoffen verzichtet werden. Gleichzeitig kann eine besonders hohe Haltbarkeit beziehungsweise Robustheit des Bauteils vor allem gegenüber dynamischen Belastungen realisiert oder überhaupt erst sichergestellt werden.By means of the method according to the invention, for example, the structural strength of the entire component or locally in critical component areas can be increased without or with only a slight influence of heat. As a result, the component can be made slimmer, that is to say with a smaller wall thickness, at least in the solidified subregion in relation to a non-solidified state, or endures higher loads for the same wall thickness, especially under dynamic load. Furthermore, it may be possible to dispense with the use of costly materials under certain circumstances. At the same time, a particularly high durability or robustness of the component can be realized above all against dynamic loads or even ensured at all.

Ein Beispiel für ein Bauteil, welches mittels des Verfahrens zumindest in einem Teilbereich verfestigt werden kann, ist eine Kurbelwelle für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Eine solche Kurbelwelle weist Lagerstellen mit Radien auf. An diesen Radien kann die Kurbelwelle mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verfestigt werden. Ohne diese Verfestigung könnten aufgrund von Kerbwirkungen und Spannungskonzentrationen Risse im Betrieb auftreten.An example of a component which can be solidified by means of the method at least in a partial area is a crankshaft for a reciprocating internal combustion engine. Such a crankshaft has bearings with radii. At these radii, the crankshaft can be solidified by means of the method according to the invention. Without this consolidation cracks could occur during operation due to notch effects and stress concentrations.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine hohe Tiefenwirkung. Dies bedeutet, dass der Teilbereich besonders tief, das heißt bis zu einer sehr großen Tiefe verfestigt werden kann. Darüber hinaus kann eine Wärmebelastung des Bauteils vermieden oder zumindest gering gehalten werden. Darüber hinaus ist das Verfahren lokal begrenzt anwendbar. Dies bedeutet, dass das Bauteil dort und nur dort verfestigt werden kann, wo eine Verfestigung erforderlich ist. Die Energie zum Durchführen des Verfahrens kann besonders kostengünstig erzeugt werden. Darüber hinaus kann die Netzbelastung gering gehalten werden, da die Ladezeit zum Aufladen des Kondensators wesentlich größer gestaltet werden kann als die Entladezeit des Kondensators, der über die Elektroden bei der elektrischen Entladung entladen wird.The inventive method has a high depth effect. This means that the sub-area can be particularly deep, that is solidified to a very large depth. In addition, a heat load on the component can be avoided or at least kept low. In addition, the method is locally applicable. This means that the component can be solidified there and only where solidification is required. The energy for carrying out the method can be generated particularly inexpensively. About that In addition, the network load can be kept low because the charging time for charging the capacitor can be made much larger than the discharge time of the capacitor, which is discharged through the electrodes in the electrical discharge.

Vorzugsweise wird als der Energiestrahl ein Laserstrahl verwendet, welcher von einem Laser bereitgestellt wird. Hierzu können ein Standard-Laser und Standardkomponenten verwendet werden. Darüber hinaus können kostengünstige Schutzvorrichtungen wie beim KE-Schweißen (Kondensatorentladungsschweißen) oder Laserschweißen verwendet werden. Bis auf die Elektroden sind Verschleißteile bei dem Verfahren nicht vorgesehen. Dabei kann es sich bei den Elektroden um einfache und kostengünstige Kupferteile oder dergleichen handeln. Darüber hinaus ist der Einsatz von Strahlmitteln nicht erforderlich und nicht vorgesehen.Preferably, the laser beam used as the energy beam is a laser beam provided by a laser. For this a standard laser and standard components can be used. In addition, low-cost protection devices such as KE welding (capacitor discharge welding) or laser welding can be used. Except for the electrodes wear parts are not provided in the process. In this case, the electrodes can be simple and inexpensive copper parts or the like. In addition, the use of blasting agents is not required and not provided.

Ferner lassen sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Teilbereiche verfestigen, die für herkömmliche Verfestigungsverfahren wie beispielsweise Walzen oder dergleichen nicht zugänglich wären. Bei dem Verfahren muss lediglich eine Zugänglichkeit für die Elektrode und den Laserstrahl vorgesehen werden, wobei gegebenenfalls eine Strahlführung in der Elektrode erfolgen kann. Somit können unter Umständen auch Bohrungen und Innenwände von Bauteilen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verfestigt werden. Durch die besonders hohe Tiefenwirkung gegenüber konventionellen Verfahren weist das erfindungsgemäße Verfahren auch ein sehr hohes Leichtbau- und Integrationspotential auf.Furthermore, by means of the method according to the invention it is also possible to solidify subregions which would not be accessible to conventional solidification methods such as, for example, rolls or the like. In the method, only an accessibility for the electrode and the laser beam must be provided, with optionally a beam guidance can be carried out in the electrode. Thus, under certain circumstances, bores and inner walls of components can be solidified by means of the method according to the invention. Due to the particularly high depth effect compared to conventional methods, the inventive method also has a very high lightweight and integration potential.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich beispielsweise zumindest Teilbereiche von hochbelasteten Bauteilen von Motoren handeln. Das Bauteil mit dem zu verfestigenden Teilbereich ist beispielsweise als Lager oder Pleuel ausgebildet. Das Bauteil kann beispielsweise eine Welle oder ein Ritzel eines Getriebes oder eine Nabe oder ein Lager einer Achse eines Kraftwagens sein. Das Verfahren kann auch auf Bauteile für den Luftfahrzeugbau, für Turbinen, Motoren, Verdichter etc. angewendet werden. Insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen, die nach dem sogenannten Downsizing-Konzept ausgeführt werden, nimmt der Bedarf an lokalen Verfestigungen von Bauteilen stetig zu.By means of the method according to the invention, for example, at least partial areas of highly stressed components of motors can be handled. The component with the portion to be solidified is formed for example as a bearing or connecting rod. The component may be, for example, a shaft or a pinion of a transmission or a hub or a bearing of an axle of a motor vehicle. The method can also be applied to components for aircraft construction, for turbines, engines, compressors, etc. In particular, in internal combustion engines, which are executed according to the so-called downsizing concept, the demand for local solidification of components is steadily increasing.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1a–e jeweils eine schematische Ansicht eines Bauteils, das zumindest einen Teilbereich aufweist, welcher mittels wenigstens einer Druckwelle unter Verwendung wenigstens eines Energiestrahls im Rahmen eines entsprechenden Verfahrens verfestigt wird, wobei 1a–e unterschiedliche Schritte des Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen; 1a Each a schematic view of a component having at least a portion which is solidified by means of at least one pressure wave using at least one energy beam in a corresponding method, wherein 1a Show different steps of the method according to a first embodiment;

2 eine schematische Seitenansicht einer Elektrode, welche im Rahmen des Verfahrens verwendet wird; 2 a schematic side view of an electrode, which is used in the context of the method;

3a–d jeweils eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Elektrode zum Durchführen des Verfahrens; 3a Each is a schematic side view of an embodiment of an electrode for performing the method;

4 eine schematische Ansicht des Bauteils zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens; 4 a schematic view of the component for illustrating a second embodiment of the method;

5 eine schematische Ansicht zweier Bauteile zum Veranschaulichen einer dritten Ausführungsform des Verfahrens; und 5 a schematic view of two components for illustrating a third embodiment of the method; and

6 eine weitere schematische Ansicht des Bauteils zum Veranschaulichen einer vierten Ausführungsform des Verfahrens. 6 a further schematic view of the component for illustrating a fourth embodiment of the method.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1a–e dienen zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs 10 eines Bauteils 12. Das Bauteil 12 wird auch als Werkstück bezeichnet. 1a 1 serve to illustrate a first embodiment of a method for solidifying at least one partial area 10 a component 12 , The component 12 is also referred to as a workpiece.

In einem aus 1a erkennbaren, ersten Schritt des Verfahrens wird das Bauteil 12 in einem Abstand a zu einer Elektrode 14 angeordnet. Ferner wird das Bauteil 12 von der Elektrode 14 mittels eines Isolators 16 elektrisch isoliert. Bei einer anhand von 1a–e veranschaulichten, ersten Ausführungsform des Verfahrens wird als der Isolator 16 ein Fluid, beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit, verwendet. Als das Gas kann beispielsweise Luft verwendet werden. Alternativ kann es sich bei dem Isolator 16 um ein Vakuum handeln.In one out 1a recognizable, first step of the procedure becomes the component 12 at a distance a to an electrode 14 arranged. Furthermore, the component 12 from the electrode 14 by means of an insulator 16 electrically isolated. In one based on 1a -E, the first embodiment of the method is referred to as the insulator 16 a fluid, for example a gas or a liquid used. For example, air can be used as the gas. Alternatively, it may be at the insulator 16 to act a vacuum.

Wie aus 1a erkennbar ist, werden das Bauteil 12 und die Elektrode 14 zumindest teilweise in einem Behältnis 18 angeordnet, in welchem auch der Isolator 16 angeordnet ist. Bei dem Behältnis 18 handelt es sich beispielsweise um eine Kammer oder um ein Becken. Das Behältnis 18 ist mit dem Isolator in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases beziehungsweise eines Gasgemisches gefüllt oder evakuiert.How out 1a recognizable, become the component 12 and the electrode 14 at least partially in a container 18 arranged, in which also the insulator 16 is arranged. At the container 18 it is, for example, a chamber or a basin. The container 18 is filled or evacuated with the insulator in the form of a liquid or a gas or a gas mixture.

In einem dritten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein Kondensator 20 mit einer Kapazität C bereitgestellt und einerseits mit dem Bauteil 12 und andererseits mit der Elektrode 14 elektrisch verbunden. Daraus ist ersichtlich, dass die Elektrode 14 als erste Elektrode und das Bauteil 12 als zweite Elektrode verwendet werden, wobei das Bauteil 12 im Abstand a zur ersten Elektrode angeordnet wird. Der Kondensator 20 weist einen ersten Anschluss 22 auf, über den der Kondensator 20 mit dem Bauteil 12 (zweite Elektrode) verbunden ist. Ferner weist der Kondensator 20 einen zweiten Anschluss 24 auf, über den der Kondensator 20 mit der Elektrode 14 (erste Elektrode) verbunden ist.In a third step of the method, at least one capacitor 20 provided with a capacitance C and on the one hand with the component 12 and on the other hand with the electrode 14 electrically connected. It can be seen that the electrode 14 as the first electrode and the component 12 be used as a second electrode, wherein the component 12 is arranged at a distance a to the first electrode. The capacitor 20 has a first connection 22 on, over which the capacitor 20 with the component 12 (second electrode) is connected. Further, the capacitor has 20 a second connection 24 on, over which the capacitor 20 with the electrode 14 (first electrode) is connected.

Somit sind das Bauteil 12 und die Elektrode 14 über den Kondensator 20 kapazitiv miteinander verbunden.Thus, the component 12 and the electrode 14 over the capacitor 20 capacitively connected.

Aus 1a ist auch eine Ladeschaltung 26 für den Kondensator 20 erkennbar. Mittels der Ladeschaltung 26 wird der Kondensator 20 in einem vierten Schritt des Verfahrens mit einer elektrischen Spannung U derart aufgeladen, dass ein elektrischer Durchschlag zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14 unterbleibt. Mit anderen Worten wird der Kondensator 20 über ein Ladegerät mit Hochspannung aufgeladen. Der Abstand a und die Spannung U sind dabei so zu wählen, dass gerade noch kein elektrischer Durchbruch beziehungsweise elektrischer Durchschlag zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14 erfolgt.Out 1a is also a charging circuit 26 for the capacitor 20 recognizable. By means of the charging circuit 26 becomes the capacitor 20 in a fourth step of the method with an electrical voltage U charged such that an electrical breakdown between the component 12 and the electrode 14 omitted. In other words, the capacitor 20 Charged with high voltage via a charger. The distance a and the voltage U are to be chosen so that just no electrical breakdown or electrical breakdown between the component 12 and the electrode 14 he follows.

In einem aus 1b erkennbaren fünften Schritt des Verfahrens wird beispielsweise ein Energiestrahl in Form eines Laserstrahls 28 zwischen der Elektrode 14 und dem Bauteil 12 fokussiert. Der Laserstrahl 28 wird von einem in den Fig. nicht dargestellten Laser bereitgestellt, welcher gepulst betrieben wird. Hierdurch wird der Laserstrahl 28 in Form eines oder mehrerer Laserimpulse beziehungsweise Laserstrahlimpulse bereitgestellt. Mit anderen Worten wird ein oder werden mehrere Laserimpulse gezündet und von dem Laser abgegeben.In one out 1b A recognizable fifth step of the method is, for example, an energy beam in the form of a laser beam 28 between the electrode 14 and the component 12 focused. The laser beam 28 is provided by a laser, not shown in the figures, which is operated pulsed. This will cause the laser beam 28 provided in the form of one or more laser pulses or laser beam pulses. In other words, one or more laser pulses are ignited and emitted by the laser.

Der Laserstrahl 28 kann beispielsweise von außen gegebenenfalls durch wenigstens eine Öffnung im Behältnis 18 an eine gewünschte Wirkstelle im Behältnis 18 geleitet werden. Bei einer solchen Öffnung, durch welche der Laserstrahl 28 von außen ins Innere des Behältnisses 18 geführt wird, kann es sich beispielsweise um ein entspiegeltes Fenster oder dergleichen handeln. Alternativ dazu kann der Laserstrahl 28 beispielsweise über die Elektrode 14 bereitgestellt werden, was aus 2 erkennbar ist. 2 zeigt die Elektrode 14, in welcher sich wenigstens ein Lichtleiter in Form einer Glasfaser 32 erstreckt. In der Elektrode 14 ist auch wenigstens eine Linse 34 vorgesehen, mittels welcher aus dem Lichtleiter austretende Lichtstrahlen gebündelt werden können. Der Laserstrahl 28 kann dann beispielsweise über ein Schutzglas 36 aus der Elektrode 14 austreten und an die Wirkstelle geführt werden.The laser beam 28 For example, from the outside, if necessary, by at least one opening in the container 18 to a desired site of action in the container 18 be directed. In such an opening, through which the laser beam 28 from the outside to the inside of the container 18 is guided, it may be, for example, an anti-reflective window or the like. Alternatively, the laser beam 28 for example via the electrode 14 be made available 2 is recognizable. 2 shows the electrode 14 , in which at least one light guide in the form of a glass fiber 32 extends. In the electrode 14 is also at least one lens 34 provided, by means of which emerging from the light guide light beams can be bundled. The laser beam 28 can then, for example, a protective glass 36 from the electrode 14 emerge and be led to the site of action.

Wie aus 1c erkennbar ist, wird mittels des Laserstrahls 28 der Isolator 16, das heißt das das Bauteil 12 von der Elektrode 14 elektrisch isolierende Medium zwischen der Elektrode 14 und dem Teilbereich 10 schlagartig verdampft und ionisiert. Dadurch wird die Durchschlagfestigkeit zwischen der Elektrode 14 und dem Bauteil 12, das heißt zwischen den Elektroden schlagartig herabgesetzt, weil freie Ladungsträger erzeugt werden und die Temperatur in einer aus der Verdampfung des Isolators 16 resultierenden Dampfblase 30 sehr hoch ist. Dadurch erfolgt ein aus 1d erkennbares Durchzünden zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14, das heißt der Kondensator 20 entlädt sich schlagartig über die Elektrode 14 und das Bauteil 12.How out 1c is recognizable, by means of the laser beam 28 the insulator 16 that means the component 12 from the electrode 14 electrically insulating medium between the electrode 14 and the subarea 10 vaporized and ionized abruptly. This will increase the dielectric strength between the electrode 14 and the component 12 , that is abruptly lowered between the electrodes, because free charge carriers are generated and the temperature in one of the evaporation of the insulator 16 resulting vapor bubble 30 is very high. This will be an off 1d detectable ignition between the component 12 and the electrode 14 that is the capacitor 20 discharges abruptly across the electrode 14 and the component 12 ,

Gegebenenfalls kann zumindest ein Teilbereich der Elektrode 14 und/oder zumindest ein Teilbereich des Bauteils 12 mit dem Laserstrahl 28 beaufschlagt werden, so dass Material des jeweiligen Teilbereichs verdampft wird. Mit anderen Worten kann der Laserstrahl 28 gegebenenfalls auch auf die Elektrode 14 oder das Bauteil 12 gerichtet werden, um dort Material zu verdampfen. Dies kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn als der Isolator 16 Vakuum verwendet wird. Durch dieses Verdampfen von Material der Elektrode 14 oder des Bauteils 12 kann die Ionisierung unter Umständen erleichtert werden, so dass eine höhere Anzahl an freien Ladungsträgern erzeugt werden kann. Durch das Verdampfen und Ionisieren des Isolators 16 wird wenigstens eine elektrische Entladung zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14 bewirkt, was in 1d durch einen Blitz 38 veranschaulicht ist. Während der elektrischen Entladung kann der Laserstrahl 28 zusätzlich Energie liefern oder abgeschaltet sein. Durch die elektrische Entladung entsteht eine aus 1d erkennbare Druckwelle in Form einer akustischen Schockwelle 40, die sich auch in das Bauteil 12 bewegt und dort im Teilbereich 10 zu einem Verfestigungseffekt führt.Optionally, at least a portion of the electrode 14 and / or at least a portion of the component 12 with the laser beam 28 be acted upon, so that material of the respective portion is evaporated. In other words, the laser beam can 28 optionally also on the electrode 14 or the component 12 be directed to vaporize material there. This can be done especially when, as the insulator 16 Vacuum is used. By this evaporation of material of the electrode 14 or the component 12 If necessary, the ionization can be facilitated, so that a higher number of free charge carriers can be generated. By evaporation and ionization of the insulator 16 At least one electrical discharge between the component 12 and the electrode 14 causes what is in 1d through a flash 38 is illustrated. During the electrical discharge, the laser beam can 28 additionally provide energy or be shut off. The electric discharge creates an out 1d recognizable pressure wave in the form of an acoustic shock wave 40 , which are also in the component 12 moved and there in the subarea 10 leads to a solidification effect.

3a–d zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Elektrode 14, um die Schockwelle 40 gezielt führen und dazu eine Energieabgabe hauptsächlich in das Bauteil 12 zu bewirken oder die Druckwelle an der Elektrode 14 zu reflektieren oder zu fokussieren. Wie aus 3a–d erkennbar ist, können hierzu an der Elektrode 14 unterschiedliche elektrische Isolationselemente 42 angeordnet sein. Darüber hinaus kann wenigstens eine dem Teilbereich 10 zugewandte Stirnseite 44 der Elektrode 14 und/oder eine dem Teilbereich 10 zugewandte Stirnseite 46 des Isolationselements 42 konkav beziehungsweise vom Teilbereich 10 weggewölbt ausgebildet sein. 3a Figure d show different embodiments of the electrode 14 to the shock wave 40 specifically lead and in addition an energy release mainly into the component 12 to cause or the pressure wave at the electrode 14 to reflect or to focus. How out 3a -D can be seen, this can be done on the electrode 14 different electrical insulation elements 42 be arranged. In addition, at least one of the sub-area 10 facing end face 44 the electrode 14 and / or one of the subarea 10 facing end face 46 of the insulation element 42 concave or partial area 10 be arched trained.

Aus 1e ist erkennbar, dass nach der Entladung der Kondensator 20 über die Ladeschaltung 26 wieder aufgeladen wird. Zusätzlich wird die Elektrode 14 und/oder der Laserstrahl 28 entlang einer zu verfestigenden Bauteilkontur, das heißt entlang des Teilbereichs 10 bewegt. Hierzu kann der Laserstrahl 28 und/oder die Elektrode 14 relativ zum Behältnis 18 bewegt werden, während das Bauteil 12 relativ zum Behältnis 18 nicht bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil 12 relativ zum Behältnis 18 und relativ zur Elektrode 14 und/oder zum Laserstrahl 28 bewegt werden.Out 1e it can be seen that after discharge the capacitor 20 over the charging circuit 26 is recharged. In addition, the electrode becomes 14 and / or the laser beam 28 along a component contour to be solidified, that is, along the partial area 10 emotional. For this purpose, the laser beam 28 and / or the electrode 14 relative to the container 18 be moved while the component 12 relative to the container 18 is not moved. Alternatively or additionally, the component 12 relative to the container 18 and relative to the electrode 14 and / or to the laser beam 28 to be moved.

Gegebenenfalls kann es sinnvoll sein, die Elektrode 14 als Negativform des zu verfestigenden Teilbereichs 10 des Bauteils 12 auszubilden und lediglich den Laserstrahl 28 beispielsweise über einen Scanner zu bewegen. Für ein rotationssymmetrisches Bauteil, beispielsweise einen in 1e durch eine Schraffur angedeuteten Lagersitz, könnte die Elektrode 14 zum Beispiel linienförmig ausgebildet werden und das Bauteil 12 dreht sich, während der Laserstrahl 28 entlang eines Spalts zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14 hin- und herscannt.If necessary, it may be useful to use the electrode 14 as a negative form of the part to be consolidated 10 of the component 12 form and only the laser beam 28 for example, to move over a scanner. For a rotationally symmetrical component, for example a in 1e indicated by a hatching bearing seat, the electrode could 14 for example, be formed linear and the component 12 turns while the laser beam 28 along a gap between the component 12 and the electrode 14 scanned back and forth.

Anhand von 4 ist eine zweite Ausführungsform des Verfahrens veranschaulicht. Bei der zweiten Ausführungsform wird als der Isolator 16 wenigstens ein Festkörper verwendet. Bei diesem Festkörper handelt es sich beispielsweise um eine Beschichtung des Bauteils 12, insbesondere um einen Lack. Bei dem Festkörper kann es sich auch um eine Folie, ein Einlegeteil oder dergleichen handeln. Als Isolator 16 können gängige Kunststoffe wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylenterephthalat (PET) verwendet werden, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweisen. Der Festkörper kann auf das Bauteil 12 aufgebracht, zwischen dem Bauteil 12 und der Elektrode 14 geführt und/oder eingeklemmt oder als kontinuierliche Zuführung beispielsweise als Bandmaterial ausgebildet sein.Based on 4 a second embodiment of the method is illustrated. In the second embodiment, as the insulator 16 at least one solid used. This solid is, for example, a coating of the component 12 , in particular a paint. The solid may also be a film, an insert or the like. As an insulator 16 common plastics such as polypropylene and polyethylene terephthalate (PET) can be used, which have a high dielectric strength. The solid can affect the component 12 Applied, between the component 12 and the electrode 14 guided and / or clamped or formed as a continuous feed, for example as a strip material.

5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Verfahrens. Bei der dritten Ausführungsform wird als die Elektrode 14 ein zweites Bauteil 48 verwendet. Somit ist es bei der dritten Ausführungsform möglich, wenigstens zwei Bauteile 12, 48 in jeweiligen Teilbereichen 10, 50 gleichzeitig zu verfestigen. 5 shows a third embodiment of the method. In the third embodiment, as the electrode 14 a second component 48 used. Thus, in the third embodiment, it is possible to have at least two components 12 . 48 in respective subareas 10 . 50 consolidate at the same time.

Bei der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform wird das Bauteil 12 als Elektrode, das heißt als Gegenelektrode zur Elektrode 14 verwendet. Bei einer anhand von 6 veranschaulichten, fünften Ausführungsform wird das Bauteil 12 nicht als Elektrode verwendet. Bei der vierten Ausführungsform wird die Elektrode 14 und als Gegenelektrode zur Elektrode 14 eine zweite Elektrode 52 verwendet. Die elektrische Entladung erfolgt somit nicht zwischen der Elektrode 14 und dem Bauteil 12, sondern zwischen den Elektroden 14, 52, wobei die Druckwelle auf den Teilbereich 10 des Bauteils 12 wirkt. Dadurch, dass bei der vierten Ausführungsform der elektrische Überschlag zwischen den Elektroden 14, 52 und nicht zwischen einer der Elektroden 14, 52 und dem Bauteil 12 erfolgt, kann eine durch die Entladung etwaig bewirkte Beeinflussung der Oberfläche des Bauteils 12 vermieden werden.In the first embodiment, the second embodiment and the third embodiment, the component becomes 12 as an electrode, that is as a counter electrode to the electrode 14 used. In one based on 6 Illustrated fifth embodiment, the component 12 not used as an electrode. In the fourth embodiment, the electrode becomes 14 and as a counter electrode to the electrode 14 a second electrode 52 used. The electrical discharge is thus not between the electrode 14 and the component 12 but between the electrodes 14 . 52 , where the pressure wave on the sub-area 10 of the component 12 acts. Characterized in that in the fourth embodiment of the electrical flashover between the electrodes 14 . 52 and not between one of the electrodes 14 . 52 and the component 12 takes place, a possibly caused by the discharge influencing the surface of the component 12 be avoided.

Im Gegensatz zum Laser-Peening-Verfahren wird bei dem anhand von 1a6 veranschaulichen Verfahren die zum Erzeugen der Schockwelle 40 erforderliche Energie zumindest nahezu ausschließlich über die elektrische Entladung bereitgestellt und nicht etwa über den Laserstrahl 28. Dadurch können die Pulsspitzenleistung und die gesamte Energie des Laserstrahls 28 gering gehalten werden, da mittels des Laserstrahls 28 lediglich der Isolator 16 oder das Bauteil verdampft beziehungsweise ionisiert wird. Wird als der Isolator 16 ein Fluid verwendet, wie es beispielsweise bei der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, so kann der Teilbereich 10 zumindest nahezu beliebig oft bearbeitet werden, da der Isolator 16 nachfließen kann. So ist es unter Umständen möglich, mittels mehrerer Schockwellen die Verfestigungstiefe zu steigern. Im Gegensatz dazu wird beim Laser-Peening immer mehr die Oberfläche abgetragen. Als Laser zum Bereitstellen des Laserstrahls 28 können Standardgeräte wie Schweißlaser oder Laser zur Oberflächenbearbeitung verwendet werden. Dadurch kann das Verfahren kostengünstig durchgeführt werden. Eine Beschichtung des zu verfestigenden Teilbereichs 10 zur Sicherstellung ausreichender Absorption ist nicht erforderlich, kann jedoch bei Bedarf als elektrischer Isolator 16 genutzt werden. Die Wellenlänge des Lasers kann bei Bedarf nach der Absorption im Isolator 16 gewählt werden und nicht nach der des Bauteils 12. Somit sind auch hoch reflektierende, schlecht oder ungleichmäßig absorbierende Werkstückoberflächen bearbeitbar.In contrast to the laser peening method is based on 1a - 6 illustrate methods for generating the shockwave 40 required energy at least almost exclusively provided by the electrical discharge and not about the laser beam 28 , This allows the pulse peak power and the total energy of the laser beam 28 be kept low, there by means of the laser beam 28 only the insulator 16 or the component is vaporized or ionized. Is considered the insulator 16 used a fluid, as provided for example in the first embodiment, the subregion 10 be processed at least almost as often as the insulator 16 can flow. So it may be possible to increase the depth of consolidation by means of several shock waves. In contrast, the surface is increasingly eroded during laser peening. As a laser for providing the laser beam 28 Standard equipment such as welding lasers or surface finishing lasers can be used. As a result, the method can be carried out inexpensively. A coating of the part to be consolidated 10 to ensure sufficient absorption is not required but can be used as an electrical insulator if required 16 be used. The wavelength of the laser can be adjusted as needed for absorption in the insulator 16 be selected and not after that of the component 12 , Thus, even highly reflective, poorly or non-uniformly absorbing workpiece surfaces can be machined.

Der Isolator 16 kann durch absorptionserhöhende Zusätze wie beispielsweise Partikel und/oder Zusatzstoffe mit verbesserter Ionisierbarkeit auf den jeweiligen Einsatzfall optimiert werden. Durch die wenigstens eine Elektrode 14 kann gegebenenfalls Energie auf das Bauteil 12 zurückreflektiert werden, die ansonsten bei freier Bestrahlung in die Umgebung verlorengehen würde. Dadurch könnte der Verfestigungseffekt verstärkt werden.The insulator 16 can be optimized by absorption-enhancing additives such as particles and / or additives with improved ionizability to the particular application. By the at least one electrode 14 Optionally, energy can be applied to the component 12 be reflected back, which would otherwise be lost in free irradiation into the environment. This could increase the solidification effect.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Verfahren zum Verfestigen wenigstens eines Teilbereichs (10) eines Bauteils (12) mittels wenigstens einer Druckwelle (40) unter Verwendung wenigstens eines Energiestrahls (28), mit den Schritten: – Anordnen des Bauteils (10) in einem Abstand zu wenigstens einer ersten Elektrode (14), – Bereitstellen wenigstens eines Kondensators (20) und Verbinden des Kondensators (20) einerseits mit der ersten Elektrode (14) und andererseits mit einer zweiten Elektrode (52), – Zumindest teilweises elektrisches Isolieren der ersten Elektrode (14) von der zweiten Elektrode (52) mittels wenigstens eines Isolators (16), – Aufladen des Kondensators (20) mit einer elektrischen Spannung (U) derart, dass ein elektrischer Durchschlag zwischen den Elektroden (14, 52) unterbleibt, – Bewirken der auf den Teilbereich des Bauteils (12) wirkenden Druckwelle (40) zum Verfestigen des Teilbereichs (10), indem der zwischen den Elektroden (14, 52) angeordnete Isolator (16) oder die Bauteil- oder die Elektrodenoberfläche zumindest teilweise mittels des Energiestrahls (28) verdampft und ionisiert wird, woraus wenigstens eine die Druckwelle (40) bewirkende elektrische Entladung zwischen den Elektroden (14, 52) resultiert.Method for consolidating at least one partial area ( 10 ) of a component ( 12 ) by means of at least one pressure wave ( 40 ) using at least one energy beam ( 28 ), with the steps: - arranging the component ( 10 ) at a distance from at least one first electrode ( 14 ), - providing at least one capacitor ( 20 ) and connecting the capacitor ( 20 ) on the one hand with the first electrode ( 14 ) and on the other hand with a second electrode ( 52 ), - at least partially electrically insulating the first electrode ( 14 ) from the second electrode ( 52 ) by means of at least one isolator ( 16 ), - Charging the capacitor ( 20 ) with an electrical voltage (U) such that an electrical breakdown between the electrodes ( 14 . 52 ), - effecting on the subregion of the component ( 12 ) acting pressure wave ( 40 ) for solidifying the subregion ( 10 ) by the between the electrodes ( 14 . 52 ) insulator ( 16 ) or the component or the electrode surface at least partially by means of the energy beam ( 28 ) is evaporated and ionized, from which at least one of the pressure wave ( 40 ) causing electrical discharge between the electrodes ( 14 . 52 ) results. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) als eine der Elektroden (14, 52) verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that the component ( 10 ) as one of the electrodes ( 14 . 52 ) is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden (14, 52) nahe am Bauteil (12) verwendet werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the two electrodes ( 14 . 52 ) close to the component ( 12 ) be used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (16) die Elektroden (14, 52) allumfangsseitig umgibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the insulator ( 16 ) the electrodes ( 14 . 52 ) surrounds allumfangsseitig. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolator (16) ein Fluid, insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit, verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as insulator ( 16 ) a fluid, in particular a gas or a liquid, is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolator (16) ein Festkörper verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as insulator ( 16 ) a solid is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolator (16) ein Vakuum verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as insulator ( 16 ) a vacuum is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich einer der Elektroden (14, 52) und/oder zumindest ein Teilbereich des Bauteils (10) und/oder der Isolator (16) mit dem Energiestrahl (28) beaufschlagt wird, wobei Material des jeweiligen Teilbereichs verdampft wird und Ladungsträger für einen Hochspannungsüberschlag bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of one of the electrodes ( 14 . 52 ) and / or at least a portion of the component ( 10 ) and / or the insulator ( 16 ) with the energy beam ( 28 ) is applied, wherein material of the respective portion is evaporated and charge carriers are provided for a high-voltage flashover.
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