Forschung & Entwicklung -

Nietlöcher in CFK mit dem Laser bohren

Ein laserbasiertes System zum Bohren von Nietlöchern in Verbundwerkstoffe senkt die Bohrzeit pro Loch drastisch.

Wissenschaftler des Laser Zentrum Hannover (LZH) haben den Laserbohrprozess und die Anlage erfolgreich an sogenannten ‚cargo struts‘ getestet. Dies sind C-förmige Streben, wie sie zur Stabilisierung des Frachtraumbodens genutzt werden. Mit einer Bohrdauer von weniger als 10 s pro Bohrung ist das neue Verfahren mit konventionellen nun gleichauf – ohne den Nachteil des Werkzeugverschleißes oder der Gefahr von Delamination.

Basis für den automatisierten Prozess ist die eigens entwickelte Software. Sie ermöglicht Bohrstrategien, bei denen während des Prozesses Parameter kontinuierlich angepasst werden können. Damit kann eine optimale Qualität der Bohrlöcher erreicht werden, die auch Luftfahrtstandards genügt. Der Projektpartner Invent konnte nachweisen: die Laserbohrungen sind gleichwertig zu herkömmlichen Bohrungen. Unter Vorgabe von wenigen Stellgrößen können ganze Arbeitsaufträge einprogrammiert werden. Überwacht wird der Prozess kontinuierlich durch Thermografie, und basierend darauf wird die Wärmeabfuhr geregelt.

Geplant und designt wurde die Anlage zusammen mit der KMS Technology Center und anschießend am LZH in Betrieb genommen. Die Anlage beinhaltet einen neuartigen Laser des assoziierten Partners Trumpf Laser. Die von KMS entwickelten Baugruppen können flexibel gewechselt und auf unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.

Die Anlage und der Prozess eignen sich für alle in der Luftfahrt gebräuchlichen CFK-Typen, sowie Laminate mit GFK-Deckschichten und Coppermesh. Auch das Bohren von übereinander platzierten unterschiedlichen Laminaten ist ohne weiteres möglich.

Das Projekt ‚Laserstrahlbohren von Kompositwerkstoffen für Luftfahrtanwendungen‘ (Labokomp) wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderinitiative ‚KMU-innovativ: Photonik‘ gefördert.

von mn

www.lzh.de

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