Bearbeitung faserverstärkter Kunststoffe mittels Kurzpuls-Lasersystemen zum selektiven Freilegen von Verstärkungsfasern

Für die Herstellung und Bearbeitung thermoplastischer faserverstärkter Hybridstrukturen sind automatisierbare Werkzeuge erforderlich die eine selektive Bearbeitung ermöglichen. Im Beitrag wurden erste Ergebnisse zur selektiven Bearbeitung von Glasfasergewebe verstärkten Polyamid und Polypropylen Proben vorgestellt. Ausgehend von den Ablationsschwellen der eingefärbten Polymermaterialien wurde eine Versuchsmatrix aus Fluenz, Pulsüberlapp und Anzahl an Überfahrten umgesetzt. Die Untersuchungen haben gezeigt das bei allen betrachteten Pulsdauern zwischen 10 ns und 100 ns die thermoplastische Matrices Umschmelzungs- und im weiteren Aufschäumungseffekte zeigen. Durch einen hohen lokalen Energieeintrag wird es möglich die Verstärkungsfasern im Bearbeitungsbereich bis in tiefe Gewebelagen freizulegen. Die Zielstellung eines oberflächennahen Freilegens konnte nur mit langen Pulsen von 100 ns Dauer, einer hohen Pulsenergie und einem hohen Pulsüberlapp realisiert werden.