Saksa kehittää nopeaa, tarkkaa ja kulumatonta laserrei'itettyä CFRP-prosessia

Äskettäin saksalaisen Hannoverin (LZH) Laser Centerin tutkijat ilmoittivat onnistuneesti kehittäneensä automatisoidun laserporausprosessin, joka voi helpottaa hiilikuituvahvisteisten muovien (CFRP) käsittelyä. Tämä on heidän mukaansa erityisen arvokasta kevyen rakenteen ja äänieristyksen sovelluksissa.
Komposiitit, kuten hiilikuituvahvisteinen muovi (CFRP), soveltuvat erinomaisesti kevytrakenteisiin ja niitä käytetään muun muassa auto- ja lentokonerakenteissa. Yksinkertaistaakseen CFRP- ja sandwich-materiaalien käsittelyä LZH:n tutkijat ovat yhdessä Inventin ja KMS-teknologiakeskuksen kanssa kehittäneet innovatiivisen prosessin asianmukaisella järjestelmäasetuksella.
Tässä prosessissa lasersäde jaetaan osittaisiksi säteiksi erityisesti suunnitellulla diffraktiooptiikalla siten, että se osuu useisiin kohtiin materiaalissa ja luo useita reikiä samanaikaisesti.
Ihannetapauksessa tämä voidaan saavuttaa jopa 25 osapalkilla, mikä lyhentää lävistysaikaa neljännekseen alkuperäisestä ajasta ja alle sekunnin kymmenesosaan reikää kohti, mitä ei voida saavuttaa perinteisillä menetelmillä, edes suurempien reikien kohdalla.
Tällä prosessilla tutkijat pystyivät luomaan reikiä, joiden halkaisija oli jopa 1,2 mm - 0,25 mm. Tämä tekee niistä pienempiä kuin tällä hetkellä sandwich- ja CFRP-materiaaleissa tavanomaisilla mekaanisilla menetelmillä toteutetut reiät. Suuri joustavuus reikien halkaisijoiden ja kuvioiden suhteen voidaan saavuttaa myös ilman työkalujen vaihtoa käyttämällä KMS Technology Centerin valmistamia optomekaanisia laitteita.
Lasermikroporaus on kiinnostavaa myös ilmailualalla. Esimerkiksi moottoreissa käytetään akustisia verhouselementtejä lentokoneiden melupäästöjen vähentämiseksi. Tällaiset komponentit valmistetaan yleensä CFRP- tai CFRP-sandwich-materiaalista, johon on sitten tehty monia pieniä reikiä suurella alueella.
Lasermikroporaus soveltuu akustiseen poraukseen, koska se on kosketukseton ja siten rasittumaton ja kulumaton. Tämä eliminoi korkeat kustannukset porauksen kulumisesta ja tylppän porauksen aiheuttamista laatuongelmista. Projektikumppani Invent arvioi akustisissa testeissä laserporattujen sandwich-paneelien akustisen suorituskyvyn "erittäin hyväksi".