Spanende Klebflächenvorbereitung für CFK-Bauteile

Mit dem steigenden Einsatz von CFK ist die Zunahme von Klebverbindungen zur Gewährleistung fasergerechten Fügens eng verknüpft. Allerdings bedarf es stellenweise spanabtragender Verfahren, um klebbare Flächen herzustellen. Die dabei entstehenden Kohlenstofffaserpartikel gelten als potenziell krebserregend, sodass die Notwendigkeit entsprechender Arbeitssicherheitsvorkehrungen entsteht.

Am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen wurde daher ein speziell für diesen Zweck ausgestattetes CFK-Labor eingerichtet. Neben Werkzeugen zur manuellen, schleifenden Bearbeitung verschiedener Körnung können Zuschnitte angefertigt, sowie eine CNC 3-Achs-Fräse mit für CFK optimierten Fräsern zur Oberflächenkonturierung verwendet werden. Dabei finden geeignete Absaugungssysteme Anwendung, und Schutzkleidung steht zur Verfügung. Zusätzlich wird die Partikelexposition hinsichtlich Anzahl und Größe mit einem optischen Partikelzähler ständig überprüft und dokumentiert. Das mobile Messgerät der TSI GmbH, Aachen, erfasst Aerosolpartikel im Größenbereich von 0,3-10 µm und bietet die Möglichkeit zur Eingabe des Brechungsindex. Durch die Berücksichtigung des imaginären Teils des Brechungsindex wird die korrekte Größenbestimmung der lichtabsorbierenden Kohlenstoffpartikel gewährleistet.

Als Grundlage für die Arbeitssicherheitsmaßnahmen im CFK-Labor des ISF dient die DGUV-Information, FB HM-74 „Bearbeitung von CFK Materialien“, Ausgabe 10/2014, worin Grenzwerte zu Kohlenstoffpartikelmenge und -größe in der Bearbeitungsumgebung definiert sind. Im Anschluss an die Oberflächenbearbeitung kann das umfassend ausgestattete Kleblabor des ISF für Fügeversuche genutzt werden und es stehen optische, mechanische sowie physikalische Analyseverfahren zur Bewertung der gesamten Prozesskette zur Verfügung.