Die zeiteffiziente Bearbeitung von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff nimmt in einer Vielzahl von Fertigungsprozessen unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte eine tragende Rolle ein. Ziel des Forschungsprojekts ist die Simulationsentwicklung zur Bestimmung von Temperaturfeldern bei der Laserbearbeitung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen und die Charakterisierung deren Auswirkungen auf die Schädigungsentwicklung und ‑mechanismen unter zyklischer Belastung. Der zu trennende Werkstoff verdampft dabei unmittelbar im Laserstrahlfokus und erzeugt thermisch induzierte Schädigungen, die als Wärmeeinflusszonen bezeichnet werden. Zur Charakterisierung der resultierenden mechanischen Eigenschaften bei überlagerter mechanisch-thermischer Beanspruchung, werden instrumentierte, sequenzielle Ermüdungsuntersuchungen in Verbindung mit in situ 3D computertomographischen Analysen durchgeführt. In Kombination mit den experimentellen Untersuchungen soll eine Simulation entwickelt werden, die in Abhängigkeit des verwendeten Werkstoffs und Laminataufbaus den Bearbeitungsprozess in Intensität, Geschwindigkeit und Materialabtrag beschreibt und die entstehenden Temperaturfelder während der Bearbeitung des gefertigten Bauteils voraussagt.

Projektlaufzeit: 2020 bis 2022