Laservorbehandlung von faserverstärkten Kunststoffen vor dem Kleben

Wenn glasfaser- (GFK) oder kohlenstofffaserverstärkte (CFK) Epoxidverbundstoffteile verklebt werden sollen, werden sie in der Regel durch Anschleifen oder durch Abreißen eines auflaminierten Gewebes vorbehandelt. Die Qualität dieser Vorbehandlung ist jedoch für sicherheitsrelevante Anwendungen nicht genügend reproduzierbar. Deshalb wurde hier die Vorbehandlung mit einem Nd:YAG Laser erprobt. Er arbeitet bei 1064 nm mit einer Leistung im cw-Betrieb von 120 W bei einer Pulsfrequenz von 8 bis 40 kHz und einer Pulsdauer von 100 bis 300 ns. Um optimale Ergebnisse zu erhalten, wurden die mittlere Leistung, die Pulsfrequenz, die Scangeschwindigkeit, der Spurabstand und die Zahl der Überfahrten variiert. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen Glasfasern nach unterschiedlichen Behandlungsintensitäten. Klebeversuche zeigen, dass die Klebefestigkeiten bei CFK durch Laservorbehandlung verbessert werden können. Bei GFK wurde keine Verbesserung erzielt, weil durch optische Effekte einer Schädigung der Matrix im Bereich der obersten Faserbündel auftritt. Die Laserbehandlungen sind meist gut reproduzierbar. Die Laserbehandlung ist dann zu empfehlen, wenn Peel Ply wegen störenden Trennmitteln nicht angewendet werden kann.