Technische Universität Dresden
Das Remote-Laserschneiden stellt für die Bearbeitung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) eine vielversprechende Alternative zu klassischen mechanischen Trennverfahren dar, welche aufgrund der Krafteinwirkung in der Zerspanungszone zu Vorschädigungen im Verbundwerkstoff führen. Da es sich um einen thermischen Prozess handelt, entsteht an der Schnittkante eine Wärmeeinflusszone, in der die Matrix teilweise verdampft (Matrixverdampfungszone MVZ). In mehreren Untersuchungen wurde bereits gezeigt, dass die Ausbildung der MVZ die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs beeinflussen kann. Dabei wurde der Zusammenhang zwischen den Laserschneidparametern und der Ausbreitung der MVZ betrachtet. Neben den Schneidparametern hat auch die Schnittkontur einen Einfluss auf diese Zone. An hinreichend scharfen Umkehrpunkten ist mit höheren Wechselwirkungszeiten zwischen Laserstrahl und Schneidgut zu rechnen. Dies wirkt sich auf die Ausbreitung der MVZ aus, welche wiederum im Zusammenspiel mit der Kerbgeometrie das mechanische Verhalten beeinflusst.
Im vorliegenden Beitrag wird der Einfluss des Remote-Laserschneidens auf das mechanische Verhalten in Abhängigkeit von Kerbgeometrie und Schneidparameter untersucht. Dazu wurden CFK-Proben mit verschiedenen elliptischen Kerbgeometrien im Laserschneidverfahren gefertigt. Die Bemessung der MVZ erfolgte mittels Querschliffen im Rasterelektronenmikroskop. Anhand von quasistatischen und zyklischen mechanischen Tests wird der Einfluss der Kerbform in Verbindung mit der verschieden stark ausgeprägten MVZ auf die mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Um den thermischen Einfluss darzulegen, wurden ausgewählte Kerben neben dem Laserschneidverfahren auch durch Fräsen hergestellt.
© 2025