Lasern von kohlenstoffverstärkten Kunststoffen mit neuen Messmethoden

Kohlenstoff- bzw. carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK), bei denen Carbonfasern in eine Matrix aus Kunststoff eingearbeitet sind, bahnen sich aktuell den Weg in immer weitere Anwendungsbereiche. Luftfahrtbranche, Automobilindustrie und Energiesektor greifen gerne auf die leichten und gleichzeitig sehr steifen Verbundwerkstoffe zurück. CFK können u.a. mit dem Laserstrahl problemlos geschnitten werden, allerdings lässt sich die Prozesskontrolle noch viel zu wünschen übrig. “A’Quilaco” – ein gemeinsames Projekt vom Laserzentrum Hannover (LZH), SensorTherm GmbH und Newson nv wurde ins Leben gerufen, um diese Situation endlich zu ändern und eine sichere Online-Qualitätskontrolle bei der Bearbeitung von CFK zu gewährleisten.

A’Quilaco – Auf der Suche nach dem optimalen Mess-Konzept

Moderne Messtechnik beim Laserschneiden von CFK entspricht momentan nicht den hohen Erwartungen der Anwender, weder hinsichtlich der Präzision, noch im Hinblick auf die flexible Positionierung des Messkopfes. Die Lage wird durch die Unterschiede in den thermischen Eigenschaften von Carbon und dem Matrixstoff, in den die Fasern eingebettet sind, erschwert. Forscher und Ingenieure, die sich im A’Quilaco-Team zusammengefunden haben, sehen die Lösung in der Entwicklung von einem speziellen kombinierten Scannerkopf. Bei diesem sind der Detektionsstrahl und der Laserstrahl voneinander entkoppelt, denn sowohl für den Laser, als auch für den Strahl des Pyrometeres wurden jeweils eigene nicht miteinander verbundene optische Lösungen entwickelt. Diese Innovation bedeutet steigende Flexibilität bei den Messungen: das Pyrometer kann die Temperatur in jedem beliebigen Punkt des Bauteils messen. Dieser Punkt muss somit nicht zwingend in der Laserinteraktionszone liegen. Die zweite wichtige Aufgabe, die sich Teilnehmer von A’Quilaco stellen, ist die Entwicklung von Mess-Techniken, welche den Bedürfnissen der ultraschnellen Laserbearbeitung am besten entsprechen.

Das Konsortium ist optimistisch

Die Arbeiten an dem A’Quilaco-Projekt schreiten gut voran, so dass die Teilnehmer des Konsortiums mit Optimismus in die Zukunft blicken können. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es bereits in der nächsten Zeit zu einer marktfähigen Technologie kommt, welche die Qualitätskontrolle beim Laserschneiden von carbonbasierten Verbundstoffen revolutioniert. Laserzentrum Hannover und seine Partner gehören zu den profilierten Unternehmen, die eine langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Lasertechnologie gesammelt haben. Das belgische Unternehmen Newson nv besitzt über mehrere Patente für Messgeräte. SensoTherm GmbH aus Sulzbach spezialisiert sich auf digitale Pyrometrie und entwickelt außerdem Software-Lösungen für optimierte grafische Darstellung von Messwerten. Laserzentrum Hannover ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut, dessen Spezialgebiete Lasertechnologie und Photonik sind. LZH ist nicht nur in Forschung und Bildung engagiert, sondern bietet seinen Kunden kompetente Beratungsdienste an.

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