Kamerabasierte Diagnostik der Prozessemissionen beim Laserabtrag von CFK

Bei der Laserbearbeitung Carbonfaser verstärkter Kunststoffe (CFK) findet der Abtrag hauptsächlich durch Verdampfung des Materials statt, da beide Komponenten des Verbundes keine schmelzflüssige Phase aufweisen. Das Matrixmaterial weist dabei eine deutlich geringere Verdampfungstemperatur auf und wird somit früher verdampft als die Carbonfasern. Dies führt zu einer Auflösung des Verbundes wodurch Carbonfaserbruchstücke ausgetrieben werden können.
Zur Auslegung einer effizienten Absaugung ist es notwendig die Prozessemissionen zu kennen und für verschiedene Prozessparameter vorhersagen zu können. Hierfür soll mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der Mechanismus des flächigen Laserabtrags von CFK untersucht werden. Es kommen sowohl ns- als auch ein cw-Lasersystem zum Einsatz. Zu betrachten sind die gasförmigen Emissionen und Partikel bezüglich ihrer Dimensionen, Abströmrichtung sowie Abströmgeschwindigkeit. Die Mechanismen, welche zur Entstehung von Partikeln beitragen, werden identifiziert und quantifiziert.