5. Technologien zur Zerspanung von CFK, artverwandter Faserverbundkunststoffe und hybrider Schichtverbunde

Die Anwendung von Zerspantechnologien mit definierter Schneide für CFK und artverwandte Werkstoffe erfordert Kenntnisse der Zerspanbarkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs, die Wahl eines geeigneten Schneidstoffs sowie die verfahrensspezifische Auslegung von Prozess und Werkzeug. Die Zerspanbarkeit umfasst die Zerspankraft und Energieumsetzung, den Verschleiß des Werkzeugs bzw. dessen Schneidhaltigkeit, die im Zerspanprozess erzeugten Abtragspartikel und Emissionen sowie die erreichbare Werkstückqualität. Als Systemeigenschaft bezieht sich die Zerspanbarkeit auf das betrachtete Zerspanverfahren sowie typische Bauteilgeometrien und Prozessparameter. Exemplarisch wird der Einfluss der Werkstoffparameter beim Umfangsfräsen von FVK-Schalenbauteilen beschrieben. Zur Zerspanung von Faserverbundkunststoffen sowie Hybridwerkstoffen aus Faserverbundkunststofffen und Leichtmetallen werden Hartmetalle aus Wolframkarbid und Kobalt, die ggf. beschichtet sind, sowie Diamantschneidstoffe eingesetzt, die in ihren Eigenschaften erläutert werden. Für die in der FVK-Zerspanung bedeutsamsten Verfahren Fräsen und Bohren werden wichtige Wirkzusammenhänge zwischen den jeweiligen Eingangsgrößen Werkzeug, Bearbeitungsparameter, Bauteil und Aufspannsituation sowie den Ausgangsgrößen Produktivität, Werkzeugkosten, Prozesssicherheit, Werkstückqualität und Arbeitsschutz dargestellt. Beim Bohren wird aufgrund seiner Bedeutung für die Herstellung von mechanischen Fügeverbindungen von Faserverbundkunststoffen und Leichtmetallen auch auf die Zerspanbarkeit von Aluminium und Titan sowie auf besondere Verfahrensvarianten für hybride Werkstoffe wie das Orbitalbohren und das Spechtbohren eingegangen.