Schneiden und Abtragen Laser hat das Potenzial zum Universalwerkzeug

Autor / Redakteur: Christian Koerber, Birgit Faisst und Nicolai Speker / Josef-Martin Kraus

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Bei der Konturbearbeitung trumpft der Laser mit ähnlichen Vorteilen auf wie in der Metallbearbeitung. Jedoch stellt die Inhomogenität von FVK die Lasertechnik vor Herausforderungen. Dennoch ist qualitativ hochwertiges Schneiden möglich, etwa bei Organoblechen.
Bei der Konturbearbeitung trumpft der Laser mit ähnlichen Vorteilen auf wie in der Metallbearbeitung. Jedoch stellt die Inhomogenität von FVK die Lasertechnik vor Herausforderungen. Dennoch ist qualitativ hochwertiges Schneiden möglich, etwa bei Organoblechen.
(Bild: Trumpf)

Leichtbau fördert die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung und dem Betrieb von Produkten. Mögliche Stellschrauben des Leichtbaus sind die Aspekte Werkstoff, Gestalt und Funktion. Mittlerweile zeichnet sich ein Trend zu hybriden Strukturen und Multimaterialsystemen wie Faserverbundkunststoffen (FVK) ab. Deren Anwendung in der Serienproduktion erfordert neue, qualitätsverbessernde und leistungsfähigere Bearbeitungsverfahren. Die Wertschöpfungskette für FVK-Produkte bietet dabei ein breites potenzielles Anwendungsspektrum für die Lasertechnik.

Gleiche Vorteile kommen zum Tragen wie in der Metallbearbeitung

In nahezu jedem Prozessschritt ist der Einsatz des Lasers denkbar. Das gilt insbesondere für Trenn- oder Abtragprozesse. Die Herausforderungen liegen in der Inhomogenität der Multimaterialsysteme, die den Bearbeitungsprozess für den Laser erschweren. Um dessen Potenzial in der FVK-Bearbeitung voll ausschöpfen zu können, müssen Laser, Werkstoff sowie vor- und nachgelagerte Prozesse optimal aufeinander abgestimmt werden. Ein alternativer Ansatz ist das Entkoppeln des Lasers vom Werkstoff durch Anwendung von Ultrakurzpulslasern.

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Im Vergleich zu konventionellen Verfahren wie dem Fräsen, dem Schneiden mit Ultraschallmesser oder dem Wasserstrahlschneiden trumpft der Laser mit ähnlichen Vorteilen wie in der Metallbearbeitung auf: Er arbeitet berührungslos und übt daher keine Kräfte auf das Werkstück aus. Das ist beim Schneiden empfindlicher Preforms genauso wichtig wie zur Vermeidung von Delamination bei ausgehärteten Bauteilen.

Laser arbeitet ohne Hilfs- und Betriebsstoffe

Der Laser arbeitet ohne Hilfs- und Betriebsstoffe, sodass die Werkstücke nicht kontaminiert werden. Die Verschleißfreiheit des Laserstrahls maximiert die Standzeit des Systems. Die fokussierte Energieeinbringung ermöglicht gute Schnittqualitäten, hohe Vorschubgeschwindigkeiten und – darüber hinaus – das Schneiden in Hohlräumen. Die räumliche und zeitliche Steuerbarkeit des Werkzeugs Laser ermöglicht eine selektive Bearbeitung. Dies ist interessant beim Schäften – das heißt beim Freilegen der Fasern durch selektiven Abtrag der Matrix als Reparatur- oder Fügevorbereitung.

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