Beurteilung der Laservorbehandlung auf Oberflächen- und Festigkeitseigenschaften hybrider CFK/Al Verbindungen

  1. 1Laser Application Center, Aalen University
  2. 2Materials Research Institute Aalen, Aalen University

jochen.schanz@hs-aalen.de

Vor dem Fügen kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe mit Aluminiumlegierungen kamen mechanische, lösemittel- sowie UV- bzw. IR-laserbasierte Vorbehandlungsmethoden zum Einsatz, wobei der Fokus auf IR-Laserquellen lag, da diese branchenübergreifende Verbreitung finden. Die Proben wurden partiell unter Standard-bedingungen gealtert. Die so erzeugten Oberflächen wurden mittels optischer Methoden charakterisiert und Korrelationen zu den Festigkeitseigenschaften klebtechnisch gefügter hybrider CFK/Al "single-lap joints" gezogen. Dabei konnten sowohl eine festigkeitssteigende Oberflächenstrukturierung und -aktivierung als auch eine Verringerung der Faser-Matrix-Bindung in den oberflächennahen Lagen des CFKs als gegensätzliche Effekte identifiziert werden. Dies führte bei mittels IR-Lasern vorbehandelten Proben zu einer Festigkeitssteigerung von ca. 120 % im Vergleich zum Referenzprozess. Unter Einsatz eines UV-Lasers konnte das CFK schädigungsarm aktiviert und strukturiert werden. Auf Seiten des Aluminiums führte die Behandlung mittels IR-Laser zu einer Oberflächensteigerung um bis zu 66 % und einer damit einhergehenden Erhöhung der Festigkeit bis zur Endfestigkeit des Klebstoffs.

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@inproceedings{dgao119-b9, title = {Beurteilung der Laservorbehandlung auf Oberflächen- und Festigkeitseigenschaften hybrider CFK/Al Verbindungen}, author = {Jochen Schanz, Isabell Dostal, Dieter Meinhard, Valentina Reitz, Simon Ruck, R. Riegel, Volker Knoblauch}, booktitle = {DGaO-Proceedings, 119. Jahrestagung}, year = {2018}, publisher = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.}, issn = {1614-8436}, note = {Talk B9} }
119. Annual Conference of the DGaO · Aalen · 2018