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Faserverbundwerkstoffe vollautomatisch herstellen
24.03.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM
Laserlicht schafft Verbindungen
Mit Laserstrahlen können die Ingenieure sogar Bauteile zusammenkleben: Auf der JEC in Paris präsentieren die Fraunhofer-Forscher eine neue Fügetechnik für glas- oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe. »Alles was wir dazu brauchen, ist ein Laser, der infrarotes Licht aussendet«, erklärt Wolfgang Knapp vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnologie ILT. »Das infrarote Laserlicht schmilzt die Oberfläche der Kunststoffteile auf. Wenn man sie zusammenpresst, solange sie noch flüssig sind und sie dann aushärten lässt, entsteht eine äusserst stabile Verbindung.«
Selbst kompliziert geformte und sperrige Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff lassen sich so stabil verschmelzen, dass sie den hohen Anforderungen genügen, die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie stellen. »Hier muss das Material enormen Beschleunigungen, Vibrationen und Temperaturdifferenzen standhalten, dabei wird 200prozentige Sicherheit verlangt«, erklärt Knapp. Zusammen mit seinen Kollegen hat er den Prozess des Laserfügens optimiert: »Das Know-how steckt in der Prozesssteuerung: in der Einstellung des Abstands von Laserkopf und Oberfläche, in der Zeit, die der Laserstrahl an einer Stelle verweilt, in der Kalibrierung des Drucks, mit dem die Oberflächen aufeinandergedrückt werden.« Der Charme der Technik liegt in ihrer Vielseitigkeit: Mit dem Infrarotlaser lassen sich beliebige Bauteile aus Faserverbundwerkstoff zusammenschweissen – Rumpfteile für Flugzeuge, tragende Strukturen für Pkws, Teile von Bootsrümpfen, Raketentanks.
Mit Laserstrahlen können die Ingenieure sogar Bauteile zusammenkleben: Auf der JEC in Paris präsentieren die Fraunhofer-Forscher eine neue Fügetechnik für glas- oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe. »Alles was wir dazu brauchen, ist ein Laser, der infrarotes Licht aussendet«, erklärt Wolfgang Knapp vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnologie ILT. »Das infrarote Laserlicht schmilzt die Oberfläche der Kunststoffteile auf. Wenn man sie zusammenpresst, solange sie noch flüssig sind und sie dann aushärten lässt, entsteht eine äusserst stabile Verbindung.«
Selbst kompliziert geformte und sperrige Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff lassen sich so stabil verschmelzen, dass sie den hohen Anforderungen genügen, die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie stellen. »Hier muss das Material enormen Beschleunigungen, Vibrationen und Temperaturdifferenzen standhalten, dabei wird 200prozentige Sicherheit verlangt«, erklärt Knapp. Zusammen mit seinen Kollegen hat er den Prozess des Laserfügens optimiert: »Das Know-how steckt in der Prozesssteuerung: in der Einstellung des Abstands von Laserkopf und Oberfläche, in der Zeit, die der Laserstrahl an einer Stelle verweilt, in der Kalibrierung des Drucks, mit dem die Oberflächen aufeinandergedrückt werden.« Der Charme der Technik liegt in ihrer Vielseitigkeit: Mit dem Infrarotlaser lassen sich beliebige Bauteile aus Faserverbundwerkstoff zusammenschweissen – Rumpfteile für Flugzeuge, tragende Strukturen für Pkws, Teile von Bootsrümpfen, Raketentanks.
Materialien für den Extremfall
Die Möglichkeiten, Laser in der Herstellung und Verarbeitung von Faserverbundwerkstoffen einzusetzen, sind schier unbegrenzt: »Die neuen Fügetechniken eignen sich für alle thermoplastischen Materialien, die starken Beanspruchungen ausgesetzt sind.«, resümiert Knapp, der den Fraunhofer-Gemeinschaftsstand koordiniert. »Weil Faserverbundwerkstoffe nicht nur stabil sind, sondern auch leicht, sparen sie Energie bei jeder Art von Beschleunigung – egal ob zu Land, zu Wasser, in der Luft oder im Weltraum.«
Die Möglichkeiten, Laser in der Herstellung und Verarbeitung von Faserverbundwerkstoffen einzusetzen, sind schier unbegrenzt: »Die neuen Fügetechniken eignen sich für alle thermoplastischen Materialien, die starken Beanspruchungen ausgesetzt sind.«, resümiert Knapp, der den Fraunhofer-Gemeinschaftsstand koordiniert. »Weil Faserverbundwerkstoffe nicht nur stabil sind, sondern auch leicht, sparen sie Energie bei jeder Art von Beschleunigung – egal ob zu Land, zu Wasser, in der Luft oder im Weltraum.«
Information
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Dr. Ing. Wolfgang Knapp
Steinbachstrasse 15
D-52074 Aachen
www. fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Dr. Ing. Wolfgang Knapp
Steinbachstrasse 15
D-52074 Aachen
www. fraunhofer.de
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