LeichtKupu


Förderkennzeichen: MF160093
Projektlaufzeit: 01.03.2017 bis 31.08.2019

Leichtbau – Trennen von FVK mit energiereicher kurzgepulster CO₂-Laserstrahlung

In der Regel wird bei der Herstellung von CFK- und GFK-Bauteilen eine endkonturnahe Formgebung angestrebt. Für die endgültige Fertigstellung der Bauteile sind in der Regel weitere Bearbeitungsschritte zur Einbringung von Aussparungen, Bohrungen oder der endgültigen Formgebung der Werkstückkante unumgänglich. Etabliert haben sich dabei mechanische Verfahren wie das Bohren oder Fräsen, die trocken, minimalgeschmiert oder überflutet, ablaufen können, und das Wasserstrahlschneiden. Obwohl die Werkzeuge der mechanischen Verfahren heute aufgrund optimierter Schneidengeometrien und Verwendung hochwertiger Schneidenwerkstoffe qualitativ ausgezeichnete Bearbeitungsergebnisse erzielen, unterliegen diese bei der Bearbeitung verschiedenen Verschleißmechanismen.
In den letzten Jahren wird auch die Laserstrahltechnologie für die Bearbeitung von FVK-Materialien aufgrund neu entwickelter Laserstrahlquellen interessant und bietet erhebliches Entwicklungs- und Fertigungspotential für Leichtbauanwendungen. Die Laserstrahlbearbeitung ist weitestgehend verschleißfrei, automatisierbar und damit auch für den Großserieneinsatz geeignet. Als Laserquellen kommen CO₂-, Festkörper- und Faserlaserquellen zum Einsatz.

Im Projekt untersucht werden, wie der Einsatz

  • neuartiger Kurzpuls-CO2-Laser
  • eines hochdynamischen 3D-Bewegungssystems
  • einer Prozessgasunterstützung
  • einer Online-Prozessüberwachung

die Effektivität der Endkonturbearbeitung sowie die Erhöhung der qualitativen Kanteneigenschaften von Faserverbundkunststoff für den Leichtbau steigern kann.

Dabei sollen werkstoffspezifische Prozessparameter mit und ohne reduzierter thermischer Kantenschädigung entwickelt und geometrische Präzision, Qualität sowie mechanische Stabilität bewertet werden.