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23.11.2016 | Werkstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Mit dem Laser CFK-Bauteile in Serie bohren

Autor:
Christiane Köllner

Das Verbundprojekt Labokomp entwickelt das Laserbohren von Verbundwerkstoffen für den Serieneinsatz in der Luftfahrtindustrie weiter. Dazu verwenden die Projektpartner eine neue hochgepulste Laserstrahlquelle.

Verbundwerkstoffe, wie beispielsweise kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), besitzen ein hohes Leichtbaupotenzial und werden daher bereits umfangreich in der Luftfahrt eingesetzt. Diese Materialien besitzen zwar ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Stabilität, sind aber nur mit hohem Aufwand zu bearbeiten. Mechanische Verfahren bringen hierbei einen hohen Werkzeugverschleiß und daraus resultierende Qualitätsprobleme mit sich. Hier bietet sich das Laserstrahlbohren als Alternative an.

Vier Unternehmen und das Laser Zentrum Hannover (LZH) haben sich in nun einem neuen Verbundprojekt das Ziel gesetzt, das Laserbohren von Verbundwerkstoffen für den Serieneinsatz in der Luftfahrtindustrie weiter zu entwickeln. Im Mittelpunkt soll dabei der Aufbau von effizienter und an die Erfordernisse der Luftfahrt angepasster Anlagen- und Prozesstechnik stehen, wie das LZH bekannt gibt.

Laserstrahlung anstelle von Hartmetallbohrern

Im Projekt "Laserstrahlbohren von Kompositwerkstoffen für Luftfahrtanwendungen" (Labokomp) wollen sich die Projektpartner auf die Entwicklung angepasster Bearbeitungsstrategien unter Verwendung einer neuen hochgepulsten Laserstrahlquelle konzentrieren.

Um den Prozess industrietauglich zu gestalten, soll den Anwendern schließlich auch eine maßgeschneiderte System-, Handhabungs- und Überwachungstechnik zur Verfügung stehen. Nur so gelinge die hochpräzise und dynamische Handhabung sowie die Bearbeitung hochqualitativer Serienbauteile.

Eine Spannvorrichtung für alle Bauteilvarianten

Die kleinen und mittelständischen Unternehmen Invent und KMS Technology Center sowie die Großunternehmen Trumpf Laser und Premium Aerotec entwickeln in dem Projekt automatisierte Spann- und Positioniersysteme, in die unter anderem eine Schwingungserkennung und -dämpfung integriert wird. Anders als bei vielen konventionellen Trennverfahren könne hier eine einzige Spannvorrichtung für alle Bauteilvarianten eingesetzt werden, so das LZH. Um einen ganzheitlichen Gesamtprozess zu erreichen, sollen zudem die Zu- und Abfuhr von Prozessgasen und Emissionen sowie die Kühlung der Werkstücke optimiert werden.

Maßgeschneiderte Laserprozessführung

Die Arbeitsschwerpunkte der LZH-Experten, die der Gruppe Verbundwerkstoffe in der Abteilung Produktions- und Systemtechnik angehören, sind Untersuchungen und Werkstoffprüfungen. Ziel sei es, die thermische Belastung von lasergebohrten CFK-Bauteilen zu minimieren und gleichzeitig mittels maßgeschneiderter Prozessführung die Effizienz zu steigern. Neben der Fertigung von Kleinbauteilen in großen Stückzahlen soll die neuartige Prozessstrategie zukünftig auch auf die Montage von Großstrukturen übertragen werden.

Das Projekt Labokomp wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative "KMU-innovativ: Photonik" für eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.

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