Neuartiges Laserschneidverfahren für CFK-Werkstoffe
02.03.2010

Prinzip der in-Situ-Kantenversiegelung beim Laserstrahltrennen von CFK (Quelle: LZH)

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

Durch das Laserstrahltrennen kann der für die konventionellen spanenden Bearbeitungsverfahren übliche hohe Verschleiß vermieden werden 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 höchster Strahlqualität in Frage.
Am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) beschäftigt man sich mit einem neuen Laserschneidverfahren für CFK-Werkstoffe, welches 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 soll.
 
Im Rahmen der 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). Projektträger ist die VDI Technologiezentrum GmbH.
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Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.