Grundlegende Untersuchung der thermischen Schädigung von kohlefaserverstärkten Kunststoffen beim Laserstrahltrennen mittels Hochleistungslasern

高功率激光器激光束切割过程中碳纤维增强塑料热损伤的基础研究

• 批准号: 161323000
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Heinz Haferkamp (†)
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Werkstoffkunde (IW)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/161323000?language=en
• 关键词: Grundlegende; Untersuchung; der; thermischen; Sch

Im Bereich der CFK-Bauteilfertigung sind zur Produktionssteigerung Verfahren gesucht, die eine schnelle, flexible und kostengünstige Bearbeitung sicherstellen. Obwohl das Laserstrahltrennen diesen Anforderungen prinzipiell gerecht wird, scheitert der Einsatz dieses Verfahrens bisher an einem mangelhaften Kenntnisstand zu den Auswirkungen der thermischen Bearbeitung auf den Werkstoff bzw. das Werkstoffverhalten. Im Rahmen von eigenen Vorarbeiten des Antragstellers konnte aufgezeigt werden, dass durch heute verfügbare Hochleistungsstrahlquellen ein Trennen von CFK-Proben bei sehr hohen Geschwindigkeiten und einer minimierten Wärmeeinflusszone durchgeführt werden kann. Um langfristig gesehen einen Einsatz des Laserstrahltrennens in der CFK-Fertigung zu ermöglichen, sind jedoch Arbeiten notwendig, die den Einfluss der thermischen Bearbeitung sowie die dabei auftretenden Strahl-Stoff-Wechselwirkungsphänomene auf werkstofflicher Ebene grundlegend klären. Ziel der hier vorgeschlagenen Untersuchungen ist daher die Erarbeitung eines grundlegenden Prozessverständnisses beim Laserstrahltrennen von CFK mittels Hochleistungsstrahlquellen. Hierzu kommen eine Hochgeschwindigkeitskamera sowie eine Thermokamera zum Einsatz. Im Rahmen der Arbeiten soll die thermisch beeinflusste Zone in Abhängigkeit von der Prozessführung in ihrer geometrischen Ausdehnung bestimmt und analysiert werden. Durch geeignete Verfahren der zerstörungsfreien und zerstörenden Werkstoffprüfung werden die Auswirkungen einer möglichen, thermischen Schädigung des Werkstoffs auf die Material- bzw. Bauteileigenschaften identifiziert. Durch Korrelation mit den aus der Prozessbeobachtung gewonnenen Daten kann der Einfluss einzelner, bei der Bearbeitung auftretender Wechselwirkungsphänomene auf die Festigkeitskennwerte geklärt werden. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen soll abschließend eine Ableitung und Durchführung von Maßnahmen zur Prozessoptimierung erfolgen.

在CFK部件的生产过程中，需要有一个灵活的、坚固的轴承。由于激光束的穿透原理是正确的，因此，设计一个热轴承的热应力应变机构是必要的。这是一个工作场所。在本征Vorarbeiten的Antragstellers konnte aufgezeigt韦尔登，dass durch toute verfügbare Hoistungsstrahlquellen一Trennen von CFK-Proben behr hohen Geschwindigkeiten和一个minimierten Wärmeeinflusszone durchgeführt韦尔登可以。在CFK-Fertigung中发现了一种激光束的增强，这是一种不必要的劳动，它对热轴承的影响是通过使用Strahl-Stoff-Wechselenkungstenomenauf werkstofflicher Ebene grundlegend klären。Ziel der Bundergeschlagenen Untersuchungen is daher die Erarbeitung eines grundelden Prozessverständnses beim Laserstrahltrennen von CFK mittels Hoselistungsstrahlquellen.您可以来一台高性能的摄像机，也可以来一台热摄像机。Im Rahmen der Arbeiten soll die thermisch beeinflusste Zone in Abhängigkeit von der Prozessführung in ihrer geometrischen Ausdehnung bestimmt and analysiert韦尔登.零部件的自由和零部件的制造韦尔登使Aussienkungen的材料更加坚固，热处理使部件在材料上更加牢固。Bauteileigenschaften identifiziert.与此同时，通过对活动的分析，数据的相关性也会受到影响，因为在节日期间，人们会对节日的庆祝活动产生韦尔登。Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen soll abschließend eine Ableitung und Durchführung von Maßnahmen zur Prozessoptimierung erfolgen.