Laseranwendungen können Schlüsselrolle bei der Bearbeitung von CFK spielen

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Die unterschiedlichen Eigenschaften in Verbundwerkstoffen bedingen „sehr unterschiedliche optische und thermische Eigenschaften der Verbundpartner, die bei der Bearbeitung mit kontinuierlich emittierenden Lasern zu sehr ungleichmäßigen Bearbeitungsergebnissen führen“, weiß auch Dr. Wolfram Rath, Produktmanager für Laserstrahlquellen der Rofin-Sinar Laser GmbH in Hamburg. Helfen könnten in dieser Situation Verfahren mit kurzer Wechselwirkungszeit: „Dies lässt sich entweder durch entsprechend kurze Pulsdauer der Laserstrahlung oder durch entsprechend schnelle Bearbeitungsgeschwindigkeiten erreichen.“

CO₂-Laser hat die Nase vorn

Verbundwerkstoffe wie CFK werden vor allem wegen ihres geringen Gewichts immer wichtiger – hauptsächlich in den Mobilitätsbranchen, wie der Automobilindustrie, oder der Luft- und Raumfahrt. Die Hersteller von Laserstrahlquellen wollen natürlich nicht abseits dieses sich bildenden Milliardenmarktes stehen. Rath: „Wir sind sehr daran interessiert, Lösungen für die Bearbeitung dieser Werkstoffe bereitstellen zu können.“ Man stehe in engem Kontakt zu vielen Laserinstituten, „wir beobachten die Bearbeitungschancen dieser Materialien sehr genau“. Auch in den eigenen Applikationslaboren führe man Anwendungsversuche durch. „Hierbei setzen wir Laser aller Technologien und Wellenlängen ein, Festkörper- beziehungsweise Faserlaser genauso wie CO₂-Laser.“

Die Nase vorn hat derzeit wohl der CO₂-Laser. Erste Ergebnisse zeigten, dass sich seine Wellenlänge für die Bearbeitung von Verbundwerkstoffen im Betrieb mit kontinuierlicher Strahlung besonders gut eigne. Andererseits könnten „aber auch Ultrakurzpulslaser für diese Anwendungen interessant sein, die aufgrund ihrer extrem kurzen Pulsdauern praktisch keinen Wärmeeintrag in das zu bearbeitende Material verursachen“.

Das Beherrschen der physikalischen Grundlagen in der Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und Verbundwerkstoff ist die Voraussetzung für produktive und qualitativ hochwertige Prozesse und geeigneter Anlagenkonzepte. Daran arbeitet das IFSW in Kooperation mit Unternehmen und anderen Forschungseinrichtungen, um neue Verfahren für die Laserbearbeitung von Verbundwerkstoffen bereitstellen zu können.

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