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Laserforschung Flottes Nietlöcher-Laserbohren für Compositwerkstoffe

Redakteur: Peter Königsreuther

Das Nietlöcherbohren in carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) geht jetzt mit dem Laser noch schneller und präziser, verkünden jetzt Forscher vom Laser Zentrum Hannover e. V....

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Ein am Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH) entwickeltes Laserbohrverfahren macht es möglich, dass unterschiedliche Laminate präzise und produktiv gebohrt werden können – sogar, wenn man sie übereinander stapelt, heißt es. Hier ein Anschauungsobjekt davon.
Ein am Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH) entwickeltes Laserbohrverfahren macht es möglich, dass unterschiedliche Laminate präzise und produktiv gebohrt werden können – sogar, wenn man sie übereinander stapelt, heißt es. Hier ein Anschauungsobjekt davon.
(Bild: CFK Valley e. V.)

Ein laserbasiertes System zum Bohren von Nietlöchern in Faserverbundwerkstoffe (FVK) hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit vier Partnern im Verbundprojekt Labokomp entwickelt. Die Hannoveraner waren dabei, wie es heißt, maßgeblich an der Entwicklung des Basisverfahrens und der dazu passenden Anlagentechnik beteiligt. Die Bohrzeit pro Loch konnte für laserbasierte Verfahren damit auf 10 s pro Bohrung gesenkt werden, betonen die Protagonisten. Die Anlage und der Prozess eigneten sich für alle in der Luftfahrt gebräuchlichen CFK-Typen, sowie Laminate mit GFK-Deckschichten und Coppermesh (Kupferdrahtnetze zur Blitzableitung an Flugzeugen und Hubschraubern). Auch das Bohren von übereinander gestapelten unterschiedlichen Laminattypen soll problemlos möglich sein.

CFK-Flugzeugteile ohne Werkzeugverschleiß und Delamination bohren

Die Wissenschaftler(innen) des LZH haben den Laserbohrprozess nun erfolgreich an sogenannten „cargo struts“ getestet, C-förmige Streben, die etwa zur Stabilisierung des Frachtraumbodens in Flugzeugen genutzt werden, merkt das LZH an. Mit der zuvor genannten Bohrgeschwindigkeit habe das neue Verfahren mit konventionellen Methoden nun gleichgezogen – und zwar ohne die Nachteile Werkzeugverschleiß und Delaminationsgefahr.

Die Basis für den automatisierten Prozess stellt eine eigens entwickelte Software dar. Sie erlaubt Bohrstrategien, bei denen während des Prozesses die Bearbeitungsparameter kontinuierlich angepasst werden können, betonen die Experten. So erreiche man eine optimale Qualität der Bohrlöcher, die natürlich auch Luftfahrtstandards genüge. Der Projektpartner Invent GmbH konnte im Zuge des Projekts nachweisen, dass die Laserbohrungen genau so gut sind wie mechanisch erzeugte Bohrungen. Unter Vorgabe von wenigen Stellgrößen, könnten ganze Arbeitsaufträge einprogrammiert werden. Überwacht wird der Prozess kontinuierlich durch Thermografie – basierend auf den so gewonnenen Messdaten wird die Wärmeabfuhr geregelt, erklärt das LZH.

Mit neuartigem Laser und flexiblem Baugruppenwechsel

Geplant und designt wurde die Anlage zusammen mit der KMS Technology Center GmbH und anschießend am LZH in Betrieb genommen. Sie beinhaltet einen neuartigen Laser des assoziierten Partners Trumpf Laser GmbH. Die von KMS entwickelten Baugruppen könnten flexibel gewechselt und an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.

Das Projekt Labokomp (FKZ: 13N14111) wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative „KMU-innovativ: Photonik“ gefördert. Außer den bereits genannten Projektpartnern war auch die Premium Aerotec GmbH daran beteiligt.

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