CFK-Bauteile in großen Stückzahlen präzise mit dem Laser bohren
Verbundwerkstoffe, wie beispielsweise kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), besitzen ein hohes Leichtbaupotenzial und werden daher bereits in großem Umfang in der Luftfahrt eingesetzt. Diese Materialien besitzen zwar herausragende Eigenschaften, wie 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.
Laserstrahlung anstelle von Hartmetallbohrern
Insbesondere für die Luftfahrt besitzt das Bohren von CFK ein außerordentliches Marktpotenzial. Steigende Stückzahlen bei den Flugzeugherstellern sowie die hohe Anzahl an Bohrungen für Niet- und Schraubverbindungen erfordern zuverlässige, schnelle und kostengünstige Prozesse, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen. Hier bietet sich das Laserstrahlbohren als Alternative an.
Im Projekt „Laserstrahlbohren von Kompositwerkstoffen für Luftfahrtanwendungen“ (LABOKOMP) konzentrieren sich die Projektpartner auf die Entwicklung angepasster Bearbeitungsstrategien unter Verwendung einer neuen hochgepulsten Laserstrahlquelle.
Um den Prozess industrietauglich zu gestalten, soll den Anwendern schließlich auch eine maßgeschneiderte System-, Handhabungs- und Überwachungstechnik zur Verfügung stehen. Nur so kann die hochpräzise und dynamische Handhabung sowie die Bearbeitung hochqualitativer Serienbauteile gelingen.
Eine Spannvorrichtung für alle Bauteilvarianten
Die kleinen und mittelständischen Unternehmen INVENT GmbH und KMS Technology Center GmbH sowie die Großunternehmen TRUMPF Laser GmbH und Premium AEROTEC GmbH entwickeln in dem Projekt automatisierte Spann- und Positioniersysteme, in die unter anderem eine Schwingungserkennung und –dämpfung integriert wird. Anders als bei vielen konventionellen Trennverfahren kann hier eine einzige Spannvorrichtung für alle Bauteilvarianten eingesetzt werden. Um einen ganzheitlichen Gesamtprozess zu erreichen, werden zudem die Zu- und Abfuhr von Prozessgasen und Emissionen sowie die Kühlung der Werkstücke optimiert.
Effizienter durch maßgeschneiderte Laserprozessführung
Untersuchungen und Werkstoffprüfungen mit dem Ziel, die thermische Belastung von lasergebohrten CFK-Bauteilen zu minimieren und gleichzeitig mittels maßgeschneiderter Prozessführung die Effizienz zu steigern, bilden die Arbeitsschwerpunkte der LZH-Experten aus der Gruppe Verbundwerkstoffe in der Abteilung Produktions- und Systemtechnik. Neben der Fertigung von Kleinbauteilen in großen Stückzahlen soll die neuartige Prozessstrategie zukünftig auch auf die Montage von Großstrukturen übertragen werden.
Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative „KMU-innovativ: Photonik“ für eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.
Media Contact
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de/Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften
Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.
Neueste Beiträge
Diamantstaub leuchtet hell in Magnetresonanztomographie
Mögliche Alternative zum weit verbreiteten Kontrastmittel Gadolinium. Eine unerwartete Entdeckung machte eine Wissenschaftlerin des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart: Nanometerkleine Diamantpartikel, die eigentlich für einen ganz anderen Zweck bestimmt…
Neue Spule für 7-Tesla MRT | Kopf und Hals gleichzeitig darstellen
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglicht detaillierte Einblicke in den Körper. Vor allem die Ultrahochfeld-Bildgebung mit Magnetfeldstärken von 7 Tesla und höher macht feinste anatomische Strukturen und funktionelle Prozesse sichtbar. Doch alleine…
Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze
Projekt HyFlow: Leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze. In drei Jahren Forschungsarbeit hat das Konsortium des EU-Projekts HyFlow ein extrem leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem entwickelt, das einen…