Nachbearbeitung dünnwandiger Flugzeug-CFK-Teile per Laser optimieren

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Variable Geometrien fordern flexible Laserparameter

Eine neuartige Systemtechnik, bestehend aus Laser, Scanner, Kurzkohärenz-Interferometriesystem sowie einer Steuerungssoftware, soll je nach Beschaffenheit des CFK-Bauteils individuelle Prozessparameter ermitteln. Für die nötige Präzision beim Lagenabtrag sorgt laut LZH das Kurzkohärenz-Interferometriesystem, das die Abtragstiefe örtlich hoch aufgelöst misst. Deformationen der Oberfläche durch Aufdickungen, wie sie bei mechanischen Bearbeitungsverfahren häufig auftreten, ließen sich so vermeiden.

Außer der passenden Systemtechnik steht, wie es heißt, die Weiterentwicklung des Laserprozesses im Mittelpunkt der Arbeiten der Gruppe Verbundwerkstoffe in der Abteilung Produktions- und Systemtechnik. Eine Herausforderung bei der laserbasierten Oberflächennachbearbeitung von Flugzeugteilen aus CFK sei, dass diese oft dünnwandig und komplex geformt sind und deshalb individuell angepasste Laserparameter erfordern. Zusätzlich weist CFK typischerweise eine räumlich inhomogene Wärmeleitung auf, wie die LZH-Experten anmerken. Um trotzdem eine konstante Oberflächenqualität zu erreichen, erarbeiten die LZH-Forscher eine besondere Prozessstrategie, die auch die geometrische Skalierbarkeit der Prozessparameter berücksichtige. Die neue Technologie soll sowohl auf 2D- als auch auf 3D-Bauteile anwendbar und idealerweise auch automatisierbar sein.

Gefördert wird das Projekt „Prozesssicheres Re-Work an dünnwandigen, gekrümmten CFK-Oberflächen mittels photonischer Systeme und piezogestützter Qualitätskontrolle“ (Rework) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für eine Laufzeit von drei Jahren.

MM

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