Laserstrukturieren für hybride Leichtbaumaterialien

Hybride Leichtbaumaterialien als Alternative mit Potenzial

Faserverbundkunststoffe (FVK) sind aus zahlreichen Anwendungen wie zum dem Automobil- oder Flugzeugbau nicht mehr wegzudenken. Jedoch lassen sich nicht alle Komponenten ausschließlich durch FVK-Kunststoffe ersetzen, da die Materialien häufig nicht die Anforderungen für die Weiterverarbeitung oder die Einsatzbedingungen erfüllen. Hybride Komponenten kombinieren die Vorteile des Leichtbauwerkstoffs FVK mit den Vorteilen von Metallwerkstoffen. Die entscheidende Herausforderung besteht darin, das FVK mit den metallischen Werkstoffen kraftübertragend zu verbinden, was eine entsprechende Vorbereitung der Halbzeuge erfordert. Auf diese Weise lassen sich leichte und gleichzeitig mechanisch belastbare Komponenten für Leichtbauanwendungen erzielen.

Mikrostrukturieren mittels Laserstrahlung

Zur Erzeugung mikroskopischer Hinterschnitte wird durch Laserstrahlung eine Struktur in den metallischen Werkstoff eingebracht. Beim anschließenden thermischen Fügeprozess werden die erzeugten Hinterschnitte mit dem FVK gefüllt und bilden eine formschlüssige Verbindung. Zur maximalen Gewichtsreduktion können die metallischen Halbzeuge auf eine minimale Dicke von 0,2 mm reduziert werden. Typische metallische Werkstoffe für hybride Leichtbaumaterialien sind vor allem Aluminiumlegierungen und Edelstähle. Die Form und Ausprägung der Strukturen kann dabei individuell an den späteren Einsatzzweck angepasst werden.

Unsere Leistungen im Überblick

• Anlagen- und Prozessauslegung für das Laserstrukturieren
• Herstellung von Prototypen strukturierter Metallhalbzeuge mit einer Dicke unterhalb von 0,2 mm mit und ohne FVK-Verbund
• Unterstützung bei der Werkstoffauswahl, dem Strukturdesign, der Prozessentwicklung und der Produktionsplanung
• Materialqualifizierung im Laserstrukturierprozess
• Aufbau von Sondermaschinen für kontinuierliche und stationäre Laserstrukturierprozesse