Nietlöcher in CFK mit dem Laser bohren

Ein laserbasiertes System zum Bohren von Nietlöchern in Verbundwerkstoffe hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit vier Partnern im Verbundprojekt LaBoKomp entwickelt. Das LZH war dabei maßgeblich an der Entwicklung des zugrundeliegenden Verfahrens und der dazugehörigen Anlagentechnik beteiligt. Die Bohrzeit pro Loch konnte so für laserbasierte Verfahren drastisch gesenkt werden.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des 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 Sekunden pro Bohrung ist das neue Verfahren mit konventionellen nun gleichauf – ohne den Nachteil des Werkzeugverschleißes oder der Gefahr von Delamination.

Präzise, schnell und flexibel


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 GmbH 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 GmbH und anschießend am LZH in Betrieb genommen. Die Anlage beinhaltet einen neuartigen Laser des assoziierten Partners TRUMPF Laser GmbH. Die von KMS entwickelten Baugruppen können flexibel gewechselt und auf unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.

Bohren von mehreren Laminaten möglich

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

Über LABOKOMP

Das Projekt LABOKOMP (FKZ: 13N14111) wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative „KMU-innovativ: Photonik“ gefördert. Neben dem LZH waren die INVENT GmbH, die KMS Technology Center GmbH sowie die TRUMPF Laser GmbH und die Premium AEROTEC GmbH beteiligt.

Über den Laser Zentrum Hannover e.V.

Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 18 erfolgreiche Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.

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