LZH、レーザ加工CFRPプロセスを開発

March, 12, 2024, Hannover--高速、高精度、摩耗なし:LZHがCFRPのレーザ穴あけプロセスを開発した。
LZHの科学者は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の加工を容易にするレーザ穴あけの自動化プロセスを開発した。これは、軽量構造と遮音性にとって特に興味深いものである。

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などの複合材料は、軽量構造に優れており、特に自動車や航空機の構造に使用されている。CFRPおよびサンドイッチ材料の加工を簡素化するために、LZH科学者は、INVENT GmbHおよびKMS Technology Center GmbHとともに、関連するシステムセットアップを備えた革新的なプロセスを開発した。

小径同時穴あけ加工
このプロセスでは、レーザビームは特別に設計された回折光学素子によって部分ビームに分割され、材料上の複数の場所に当たり、複数の穴を同時に生成する。理想的には、最大25本の部分ビームでこれを行うことができ、掘削時間を元の時間のわずか25分の1に短縮し、ボアあたり10分の1秒未満で済むという、従来の方法では大きなボアでも達成できない値が得られる。このプロセスにより、研究チームは直径わずか1.2mm～0.25mmの範囲の穴を作成することができた。これにより、サンドイッチやCFRP材料に従来の機械的方法で実装できるボアよりも小さくなる。また、KMS Technology Center GmbHが製造したオプトメカニクスを使用することで、工具交換を必要とせずにボア径とパタンの高い柔軟性を得ることができる。

応用分野としての軽量構造の遮音
レーザによる微細穴あけは、航空分野では特に興味深いものである。航空機の騒音を低減するために、例えばラインエンジンには吸音クラッディングエレメントが使用されている。このような部品は、CFRPまたはCFRPサンドイッチ材料で作られていることが多く、広い面積に多数の小さな穴が設けられている。
レーザによる微細穴あけは、レーザ穴あけが非接触で力や摩耗がないため、これらのいわゆる音響穴あけに特に適している。これにより、工具の摩耗による高コストや、ドリルの鈍さによる品質上の問題がなくなる。音響テストでは、プロジェクトパートナ、INVENT GmbHが、レーザドリル加工されたサンドイッチパネルの防音特性を非常に優れていると評価した。