Laser zur Vorbehandlung beim Kleben von CFK

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Nicht nur die Festigkeit, sondern auch das Bruchbild ist für die Bewertung einer Klebeverbindung von Interesse. So wurde das Bruchbild der geklebten Proben analysiert und unter der Forderung nach kohäsivem Versagen im Klebstoff bewertet.

Delaminationen zwischen CFK-Faserlagen ausgeschlossen

Insbesondere Delamination im Verbundwerkstoff und adhäsives Versagen an der Grenzfläche zwischen Klebstoff und CFK-Teil dürfen bei Luftfahrtanwendungen aus Gründen der Qualitätssicherheit nicht auftreten. Solche negativen Effekte können jedoch bei ungünstig gewählten Vorbehandlungsparametern nicht ausgeschlossen werden. In der Praxis ist daher eine optimierte Parametereinstellung zu gewährleisten.

Mithilfe von Querschliffen wurden an den Proben bei geeigneter Wahl der Behandlungsparameter keine Delaminationen zwischen den Faserlagen mehr gefunden. Unterdessen zeigt das Bruchbild der geprüften Proben bei optimierter Parametereinstellung keine Anteile mit adhäsivem Versagen.

Parameter für unterschiedliche CFK-Werkstoffe definieren

Bislang wurde festgestellt, dass es bei einer Vorbehandlung mit dem Clean-Lasersystem zu einer signifikanten Steigerung der Klebfestigkeit kommt und sich dabei eine Schädigung der Werkstoffstruktur ausschließen lässt. In weiteren Untersuchungen gilt es, das Feld der geeigneten Parameter systematisch zu bestimmen. Auf diese Weise sollen zulässige Parameter für unterschiedliche CFK-Werkstoffe definiert werden.

Im Rahmen der noch andauernden Versuche wurde bereits ein Versuchsprogramm erstellt. Das geschah in enger Zusammenarbeit mit potenziellen Anwendern der Laservorbehandlung. Zu diesem Programm gehören auch erste Praxistests mit angepasster Anlagentechnik.

* Edwin Büchter ist geschäftsführender Gesellschafter der Clean-Lasersysteme GmbH in Herzogenrath. Dr.-Ing. Michael Frauenhofer und Dipl.-Ing. Stefan Kreling sind wissenschaftliche Mitarbeiter der Abteilung Kleb- und Faserverbundtechnik am Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig.

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