Effizientes Verfahren für Serienbauteile: Nietlöcher in CFK mit dem Laser bohren

Mit dem vom LZH entwickelten Laserbohr-Verfahren können unterschiedlichen Laminate, sogar übereinander platziert, schnell und präzise gebohrt werden.
Quelle: CFK Valley e.V.
10.03.2020

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 zugrunde liegenden 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.

Spezielle Software ermöglicht optimale Qualität der Bohrlöcher

Basis für den automatisierten Prozess ist eine 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, dass die Laserbohrungen gleichwertig zu herkömmlichen Bohrungen sind. Unter Vorgabe von wenigen Stellgrößen, können ganze Arbeitsaufträge einprogrammiert werden. Überwacht wird der Prozess kontinuierlich durch Thermografie – basierend darauf wird dann die Wärmeabfuhr geregelt. 

Geplant und designt wurde die Anlage zusammen mit dem Unternehmen 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 Coppermesh. Auch das Bohren von übereinander platzierten unterschiedlichen Laminaten ist ohne weiteres möglich. Das Projekt LABOKOMP 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. 

Kontakt: Lena Bennefeld, Laser Zentrum Hannover
presse@lzh.de