CFK-Bearbeitung

Laserschneiden etabliert sich bei der CFK-Bearbeitung

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Laserschneiden von CFK spart auf Dauer Geld

Die grundsätzliche Herausforderung beim Schneiden von Faserverbundwerkstoffen ist, dass das Material widerspenstig und empfindlich zugleich ist. Das stellt alle mechanischen Bearbeitungsverfahren vor Probleme. Beim Wasserstrahlschneiden mit Abrasivmitteln nimmt etwa die faserige Schnittkante durch Fremdpartikel leicht Schaden oder wird feucht, wodurch sich die Fasern von der Matrix lösen können. Beim Schneiden wirken außerdem starke Kräfte auf das Werkstück ein. Im Ergebnis ist die Qualität des Schnittes oft nicht besonders gut und Fasern stehen heraus.

Diese Gefahr besteht auch bei spanenden Prozessen. Der Nachteil dabei liegt jedoch hauptsächlich in den hohen Bearbeitungskosten. Denn Fräser oder Bohrer verschleißen rasch an den harten Fasern und müssen mehrmals pro Schicht gewechselt werden. Auch wenn sich Materialdicke und -beschaffenheit ändern, ist oft ein Werkzeugwechsel fällig. Diese Umrüstpausen kosten Zeit, die ständig neuen Werkzeuge viel Geld. Und um unter diesen Bedingungen in der Produktion eine gleichbleibend hohe Qualität zu garantieren, ist eine ständige Werkzeugüberwachung nötig – also ein weiterer Kostenfaktor.

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Schonende CFK-Bearbeitung mit dem berührungslosen Werkzeug Laser

Die Vorteile des Laserlichts sind schnell ersichtlich: Das Werkzeug Laser verschleißt nie und arbeitet berührungslos am Werkstück. Hersteller erreichen eine konstant hohe Qualität und reproduzierbare Ergebnisse. Lasertechniker haben es inzwischen auch geschafft, die Unterschiede bei Materialdicke und -beschaffenheit im laufenden Prozess automatisch über einmal hinterlegte Parameter auszugleichen. Doch es gibt noch mehr Gründe, warum Licht das beste Schneidwerkzeug für CFK ist. Denn Laserstrahlen belasten das Bauteil mechanisch nicht. Darum ist es auch möglich, sehr dünne oder filigrane CFK-Teile genau zu bearbeiten. In puncto Geometrie und Kontur ist der Lichtstrahl dabei sehr frei nutzbar, da die Bearbeitungsoptik keinen Kontakt zum Werkstück braucht und über 150 mm vom ihm entfernt ist. So kommt der Laserstrahl problemlos auch an enge Bauteilbereiche heran.

Beim Laserschneiden von Carbonfasern und CFK handelt es sich um eine Sublimation: Das heißt, das Material, das mit hoher Energie exakt getroffen wird, verdampft sofort. Dabei entsteht keine Schmelze, die ausgetrieben werden muss. Der Schnitt ist glatt, keine Faser steht über. Die Wärmeeinflusszone an der Schnittkante ist minimal und hat nach heutiger Erkenntnis keinerlei Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils.

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