Forschung an der GSaME - Status und Ergebnisse 2012

Carbonfaserverstärkter Kunststoff, kurz CFK, ist aufgrund seiner herausragendenmechanischen Eigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht ein vielversprechenderWerkstoff. Der Laser bietet sich als verschleißfreies, berührungsloses und gutautomatisierbares Werkzeug zur produktiven Bearbeitung dieses innovativen Werkstoffes an.Dabei birgt der Werkstoff CFK einige Herausforderungen für die Bearbeitung mit dem Laser.Die stark inhomogenen Eigenschaften des Materials, insbesondere das thermodynamischstark unterschiedliche Verhalten von Fasern und einbettender Matrix, erschweren eineschädigungsarme Bearbeitung.Mit dieser Forschungsarbeit sollen grundlegend die Abtrags- und Schädigungsmechanismenbei der Laserbearbeitung von CFK untersucht werden. Hierfür kommen verschiedensteMethoden der Diagnostik zur Anwendung wie zum Beispiel die Thermografie undHochgeschwindigkeitsaufnahmen. Es wurde der Einfluss des Umgebungsmediums auf denAbtragsprozess ebenso wie die Auswirkungen verschiedener Laserparameter auf dieWärmeschädigung des Materials untersucht. Basierend auf den so gewonnen Erkenntnissenkann der Laserprozess optimiert werden, um eine schädigungsfreie und produktiveBearbeitung von CFK zu ermöglichen.Anhand der bisher durchgeführten Untersuchungen konnte beispielsweise dieWärmeakkumulation im Material als wesentlicher Schädigungsmechanismus bei derLaserbearbeitung von CFK identifiziert werden. Hohe Pulsrepetitionsraten führen zu einergroßen Wärmeschädigung im Material. Dies wird mit Hilfe von Querschliffen des erzeugtenAbtrags belegt. Basierend auf dieser Erkenntnis ist es möglich, CFK schädigungsfrei mit demLaser zu bearbeiten.Noch sind jedoch viele Fragen bei der Laserbearbeitung von CFK offen, welche im weiterenVerlauf des Forschungsprojekts untersucht werden sollen.ThemaC24: Charakterisierung von MagnetspritzgießprozessenDoktorand:Dipl.-Ing. Minh NguyenThesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schinköthe (IKFF)Prof. Dr.-Ing. Manfred Berroth (INT)Projektbeginn: 01.05.2010E-Mail:minh.nguyen@gsame.uni-stuttgart.deZusammenfassungKunststoffgebundene Dauermagnete werden überwiegend in Kleinantrieben und alsSignalgeber von Winkel- und Wegmesssensoren eingesetzt. Die Formgebung erfolgt durchSpritzgießen, wobei sich verfahrensbedingte Vorteile in Formfreiheit, Polteilung undWirtschaftlichkeit ergeben.Die Magnetisierung der Bauteile hängt von den magnetischen und rheologischenMaterialeigenschaften sowie den Prozessparametern während der Formgebung ab. Esexistieren bereits Teillösungen zur Simulation der magnetischen Bauteileigenschaften unter56