Η Γερμανία αναπτύσσει γρήγορη, ακριβή, χωρίς φθορά διαδικασία διάτρητης CFRP με λέιζερ

Πρόσφατα, επιστήμονες στο Κέντρο Λέιζερ του Ανόβερου (LZH) στη Γερμανία ανακοίνωσαν την επιτυχημένη ανάπτυξη μιας αυτοματοποιημένης διαδικασίας διάτρησης με λέιζερ που μπορεί να διευκολύνει την επεξεργασία πλαστικών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα (CFRP). Αυτό, λένε, είναι ιδιαίτερα πολύτιμο για εφαρμογές σε ελαφριές κατασκευές και ηχομόνωση.
Τα σύνθετα υλικά όπως το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP) είναι εξαιρετικά για ελαφριά κατασκευή και χρησιμοποιούνται, μεταξύ άλλων, σε κατασκευές αυτοκινήτων και αεροσκαφών. Προκειμένου να απλοποιηθεί η επεξεργασία του CFRP και των υλικών σάντουιτς, οι επιστήμονες της LZH, μαζί με την Invent και το Κέντρο Τεχνολογίας KMS, έχουν αναπτύξει μια καινοτόμο διαδικασία με σχετική εγκατάσταση συστήματος.
Σε αυτή τη διαδικασία, η δέσμη λέιζερ χωρίζεται σε μερικές ακτίνες με ειδικά σχεδιασμένα οπτικά περίθλασης έτσι ώστε να χτυπά πολλές θέσεις στο υλικό και να δημιουργεί πολλαπλές οπές ταυτόχρονα.
Στην ιδανική περίπτωση, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με έως και 25 μερικές δοκούς, μειώνοντας τον χρόνο διάτρησης στο ένα τέταρτο του αρχικού χρόνου και λιγότερο από το ένα δέκατο του δευτερολέπτου ανά τρύπα, κάτι που δεν μπορεί να επιτευχθεί με συμβατικές μεθόδους, ακόμη και για μεγαλύτερες τρύπες.
Με αυτή τη διαδικασία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν τρύπες τόσο μικρές όσο 1,2 mm - 0,25 mm σε διάμετρο. Αυτό τις καθιστά μικρότερες από τις τρύπες που πραγματοποιούνται σήμερα σε υλικά σάντουιτς και CFRP χρησιμοποιώντας συμβατικές μηχανικές μεθόδους. Ένας υψηλός βαθμός ευελιξίας στις διαμέτρους και τα σχέδια των οπών μπορεί επίσης να επιτευχθεί χωρίς την ανάγκη αλλαγής εργαλείων, χρησιμοποιώντας οπτομηχανικές συσκευές που κατασκευάζονται από το Κέντρο Τεχνολογίας KMS.
Η μικρογεώτρηση με λέιζερ είναι επίσης ενδιαφέρουσα στον τομέα της αεροδιαστημικής. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται ακουστικά στοιχεία επένδυσης σε κινητήρες προκειμένου να μειωθούν οι εκπομπές θορύβου των αεροσκαφών. Τέτοια εξαρτήματα κατασκευάζονται συνήθως από υλικό σάντουιτς CFRP ή CFRP, το οποίο στη συνέχεια παρέχεται με πολλές μικρές τρύπες σε μια μεγάλη περιοχή.
Η μικροδιάτρηση με λέιζερ είναι κατάλληλη για ακουστική διάτρηση επειδή είναι ανέπαφη και επομένως απαλλαγμένη από καταπόνηση και φθορά. Αυτό εξαλείφει το υψηλό κόστος λόγω της φθοράς του τρυπανιού και των ποιοτικών προβλημάτων που προκαλούνται από αμβλύ τρύπημα. Σε ακουστικές δοκιμές, ο συνεργάτης του έργου Invent βαθμολόγησε την ακουστική απόδοση των πάνελ σάντουιτς με διάτρηση λέιζερ ως "πολύ καλή".