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05.06.2018 | Lasertechnik + Photonik | Nachricht | Onlineartikel

Laserfügen und Umformen additiv gefertigter Bauteile

Autor:
Thomas Siebel

Das Institut für Kunststoffverarbeitung entwickelt gemeinsam mit Partnern ein photonikbasiertes Füge- und Umformverfahren für additiv gefertigte Bauteile und faserverstärkte thermoplastische Kunststoffe.

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen entwickelt gemeinsam mit Partnern im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts „LightFlex“ ein photonikbasiertes Fertigungsverfahren für Bauteile aus Faserverbundkunststoff (FVK). Kern des neuen Herstellprozessesses ist dabei das kombinierte Füge- und Umformverfahren einer zuvor additiv gefertigten Funktionsstruktur aus Polyamid mit faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen (TP-FVK). Durch das Verfahren ist es laut IKV erstmals möglich, individuelle faserverstärkte Bauteile auch in kleinen Serien wirtschaftlich herzustellen.

Unebenen und komplexe Geometrien 

Während die thermoplastische FVK-Komponente, beispielsweise ein Organoblech, in einem Infrarotstrahler-Feld erwärmt wird, erfolgt die oberflächennahe Aufheizung der additiv gefertigten Strukturen mithilfe eines 1-kW-Lasers von Laserline. Dank der Kombination des Lasers mit einem von Arges zur Verfügung gestellten 3-D-Laserscannkopf ist der Fokus des Lasers inline in alle Richtungen verschiebbar. So lässt sich nach Institutsangaben gewährleisten, dass eine definierte, oberflächennahe Aufschmelzung auch bei unebenen und komplexen Geometrien stattfindet.

Nach der Integration von Laser und Laserscannkopf in die am IKV vorhandene Thermoformlinie beschäftigen sich die Forscher jetzt mit dem Zusammenspiel der unterschiedlichen Prozessparameter und ihren Auswirkungen auf die Qualität des Endproduktes. Dabei untersuchen sie beispielsweise den Einfluss von Strahlertemperatur, Aufheizzeit und Heizbeginn sowie die Laserleistung, Überfahrgeschwindigkeit und die Anzahl der Überfahrten.

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