Neuartiges Laser-Schneidverfahren für CFK

Konventionelle Bearbeitungsprozesse wie etwa die mechanische Bearbeitung können den Forderungen nach einer zunehmenden Automatisierung, nach Verschleissfreiheit sowie höheren Schnittgeschwindigkeiten im Bereich kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (CFK) nur bedingt nachkommen. Am Laser Zentrum Hannover arbeitet man deshalb mit einem neuen Laserschneidverfahren an der Verbesserung der Produktionsleistung bei CFK-Werkstoffen.

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Ob in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Energietechnik oder im Sport- und Freizeitbereich, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) erfreuen sich zunehmender Beliebtheit zur Verwendung als Konstruktionswerkstoffe. Konventionelle Bearbeitungsprozesse wie beispielsweise die mechanische Bearbeitung und das Wasserstrahlschneiden, können den Forderungen nach einer zunehmenden Automatisierung, nach Verschleissfreiheit und höheren Schnittgeschwindigkeiten nur bedingt nachkommen.

Durch das Laserstrahltrennen kann der für die konventionellen spanenden Bearbeitungsverfahren bislang übliche hohe Verschleiss vermieden - und damit eine Produktivitätssteigerung erreicht werden. Sollen gleichzeitig hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten von mehreren Schnittmetern pro Minute auch bei dickeren Laminaten oberhalb von 3 mm erreicht werden, kommen hierfür nur Hochleistungslaser mit hoher Strahlqualität in Frage.

Deutlicher Schub hinsichtlich Wirtschaftlichkeit erwartet

Am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), einer durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik, beschäftigt man sich mit einem neuen Laserschneidverfahren für CFK-Werkstoffe. Dieses soll die bei der Bearbeitung auftretende thermische Schädigung der Schnittkante in Form von freiliegenden Kohlenstofffasern sowie verdampfter oder umgeschmolzener Polymermatrix durch einen neuartigen Ansatz unter in-situ-Zufuhr von pulverförmigem Zusatzwerkstoff kompensieren. Im Rahmen dieser Prozessentwicklung steht dem LZH künftig ein 6-kW-Faserlasersystem zur Verfügung.

Durch die Ergebnisse dieses Projekts wird ein deutlicher Schub zur Etablierung des Lasers im CFK-Bereich erwartet, sowie eine von der Industrie geforderte verbesserte Wirtschaftlichkeit und dem damit verbundenen Anstieg des Produktionsvolumens von CFK-Werkstoffen ermöglicht.

Das Projekt ist Teil der Förderinitiative «Wissenschaftliche Vorprojekte» im Bereich der optischen Technologien des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Information

Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

Michael Botts

Hollerithallee 8

D-30419 Hannover

Tel. +49 511 2788 151

m.botts@lzh.de

www.lzh.de

Lasys: Halle 1, Stand B12