Laserowe wiercenie otworów w materiałach kompozytowych

Laserowe wiercenie otworów w materiałach kompozytowych

16/04/2020

Naukowcy z Laser Zentrum Hannover wraz z partnerami opracowali laserowy system do wiercenia otworów na nity w materiałach kompozytowych. Projekt nosi nazwę LaBoKomp. Czas wiercenia na otwór został drastycznie skrócony w przypadku procesów laserowych.

Naukowcy z LZH z powodzeniem przetestowali proces wiercenia laserowego i system na tak zwanych „rozpórkach ładunkowych”. Są to rozpórki w kształcie litery C, ponieważ służą one do stabilizacji podłogi ładowni. Dzięki czasowi wiercenia krótszemu niż 10 sekund na otwór, nowa metoda jest teraz na równi z konwencjonalnymi – bez niedogodności zużycia narzędzia i ryzyka rozwarstwienia.

Podstawą zautomatyzowanego procesu jest specjalnie opracowane oprogramowanie. Umożliwia strategie wiercenia, w których parametry mogą być ciągle regulowane podczas procesu. W ten sposób można uzyskać optymalną jakość otworów wiertniczych, która również spełnia normy lotnicze.

Partner projektu firma INVENT wykazała, że otwory stworzone metodą laserową są równoważne z otworami wierconymi metodami konwencjonalnymi

Całe zlecenia pracy można zaprogramować, podając kilka zmanipulowanych zmiennych. Proces jest stale monitorowany za pomocą termografii i na tej podstawie regulowane jest rozpraszanie ciepła.

System został zaplanowany i zaprojektowany wspólnie z KMS Technology Center, a następnie oddany do użytku w LZH. Zawiera nowy typ lasera od firmy TRUMPF. Moduły opracowane przez KMS można elastycznie zmieniać i dostosowywać do różnych aplikacji.

System i proces są odpowiednie dla wszystkich typów CFRP powszechnie stosowanych w lotnictwie, a także laminatów z warstwami pokryciowymi z GRP i miedzianej siatki. Łatwo jest również wiercić różne laminaty umieszczone jeden nad drugim.

CFRP (Carbon fiber reinforced polymer)

Kompozyt zbrojony włóknem węglowym i polimerową osłoną. Materiały CFRP charakteryzują się wysokim współczynnikiem wytrzymałości do ciężaru i sztywności, przez co znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle lotniczym, samochodowym, budownictwie i sprzęcie sportowym.

Polimerem łączącym często jest termoutwardzalna żywica (np. żywica epoksydowa) lub inne termoutwardzalne lub termoplastyczne polimery, takie jak poliester, ester winylu lub nylonu. Kompozyt może zawierać również włókna, takie jak aramid (np. Kevlar, Twaron), aluminium, lub włókna szklane. Właściwości końcowego produktu CFRP będą też zależeć od dodatków wprowadzonych do matrycy wiążącej (żywicy). Dodatki stosowane przy produkcji CFRP to krzemionki, guma i nanorurki węglowe.

wiercenie-laserowe

Wróć na stronę główną