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Leichter abheben mit Diamant
28.06.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM
Leichtbauwerkstoffe wie faserverstärkte Kunststoffe und Titanlegierungen sind in hohen Anteilen in Flugzeugen verbaut. Ihnen mit besten Bearbeitungsergebnissen und bei hohen Standzeiten beizukommen, ist derzeit wirtschaftlich oftmals nur mit diamantbeschichteten VHM-Werkzeugen möglich. Die Cemecon AG, Beschichtungspartner aus Würselen in Deutschland, hat die passenden Beschichtungslösungen.
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Kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK, engl.: CFRP) werden in zahlreichen Leichtbauprodukten verwendet, denn sie bieten sich überall dort an, wo niedriges Gewicht, geringes Bauteilvolumen und hohe mechanische Leistungsfähigkeit wie grosse Steifigkeiten erforderlich sind. Besonders in der Luftfahrtbranche steigt der Anteil stetig: Hatte der A310 von 1983 noch weniger als 5 Prozent CFK, bringt es der A380 bereits auf 25 Prozent, verbaut beispielsweise Versteifungselemente (Stringer) für das Seitenleitwerk, die Druckkalotte, Schalen, Querträger oder für verschiedene Verkleidungsbauteile am Leitwerk. Sogar über 50 Prozent Kohlefaser-Werkstoff soll der A350 im Jahr 2012 auf die Reise mitnehmen. Denn Ziel vieler Luftfahrtunternehmen ist es, bis etwa 2020 den Treibstoffverbrauch je Kilometer und Passagier um ca. 50 Prozent zu senken.
Härteste Beschichtungen gegen Verschleiss
Bei der Bearbeitung von CFK müssen jedoch dessen Vorteile teuer erkauft werden: Die miteinander verbundenen Materialien sind von stark abrasiver Konsistenz und weisen als Matrix (Binder) und Faser (Zugfestigkeit) unterschiedlichste Eigenschaften auf. Bei der spanenden Bearbeitung verursachen die harten Kohlenstofffasern einen extrem hohen Abrasionsverschleiss, wogegen nur Schneidstoffe und/oder Beschichtungen höchster Härte ankommen. Dabei gilt es, die Fasern so zu trennen, dass sie sich nicht von der weitaus weicheren und thermisch sehr empfindlichen Harzmatrix ablösen: Jede delaminierte Faser schwächt die Struktur eines CFK-Bauteiles. Oberste Priorität hat ausserdem ein sauberer, glatter Schnitt. Denn Faserüberstände führen zu Problemen, etwa beim Einführen von Nieten, da sich diese mit in die Bohrung drücken und im Laufe der Zeit zum Lockern der Nieten führen könnten. Die Qualitätsanforderungen bei Luftfahrtunternehmen sind nicht umsonst sehr hoch, weshalb die Bohrungsdurchmesser von der ersten bis zur letzten Bohrung in der geforderten Toleranz und Qualität bleiben müssen.
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