Was ist Laserablation und wie wird sie in der Luft- und Raumfahrtfertigung eingesetzt?

Luft- und Raumfahrthersteller verwenden Laserablation, um Schichten von festen Metallen und bestimmten Verbindungen zu entfernen, um diese Materialien für industrielle Prozesse geeigneter zu machen. Die Laserablation bietet für diese Aufgabe absolute Präzision.

Funktionsweise der Laserablation

Ein Laserstrahl wird auf die Metalloberfläche fokussiert. Dadurch werden bestehende chemische Bindungen aufgebrochen, die das zu entfernende Material binden. Die Anwendung des Strahls verbrennt das Material und verdampft es.

Pulsfaserlaser werden aufgrund ihrer hohen Intensität am häufigsten für diesen Prozess verwendet. Ihre höhere Helligkeit ist sehr effektiv und erfordert keine hohen Energiemengen. Gepulste Laser arbeiten mit Frequenzen bis zu 4 MHz und benötigen nur 110-240 V.

Laserablation in der Luft- und Raumfahrt

Flugzeughersteller setzen auf Klebeverbindungen, um das Design zu vereinfachen und die Leistung zu verbessern. Der Verbundstoffanteil von Flugzeugen hat zugenommen und infolgedessen werden Metall-Verbundwerkstoff-Bindungen immer häufiger. Das Ersetzen dieser Verbindungen durch Klebeverbindungen reduziert das Gewicht, vereinfacht die Herstellung und bietet zuverlässigere Verbindungen.

Um sichere Klebeverbindungen zu bilden, müssen geeignete Methoden zur Vorbereitung der Materialoberfläche verwendet werden. Das Laserablationsverfahren liefert gründliche Ergebnisse bei der Vorbereitung einer Oberfläche. Es führt auch zu einer hoch reproduzierbaren Topographie. Dies ermöglicht einen gleichmäßigen Klebstoffauftrag und eine vorhersehbare Haftung.

Laserablation und thermische Barrierebeschichtungen

Thermische Beschichtungen sind für den Luft- und Raumfahrtbetrieb wichtig. Sie helfen, die Temperaturen der Flugzeugkomponenten deutlich zu senken. Und dank dieser Schutzbeschichtung ist es möglich, die Prozesstemperaturen und die Effizienz der Abläufe zu erhöhen.

Das Faserlaser-Ablationsverfahren ermöglicht das Bohren auf empfindlichen und wärmeempfindlichen Materialien. Es entfernt Material so schnell, dass die Umgebung nicht durch den Prozess beeinträchtigt wird. Dies ist besonders wichtig bei Flugzeugtriebwerken, bei denen Präzision erforderlich ist, damit Triebwerke auf hohem Leistungsniveau arbeiten und den Treibstoffverbrauch senken können.

Vorteile der Laserablation

Dank der Fortschritte in der Faserlasertechnologie kann der Prozess mit extrem hoher Genauigkeit, Präzision und Effizienz durchgeführt werden.

Minimale Wärmeübertragung

Die bei der Laserablation eingesetzten Laser liefern eine hohe Intensität, geben aber nur sehr wenig Wärme an die Umgebung ab. Der Strahl kann fokussiert werden, um so viel oder so wenig Material wie nötig zu entfernen, ohne den Rest des Bauteils zu beschädigen.

Kosten

Herkömmliche Methoden erfordern einen mehrstufigen Ansatz. Für den zu entfernenden Bereich muss ein Muster erstellt werden und dann sind mehrere Chemikalienanwendungen erforderlich. Dies erfordert oft teurere Arbeitskräfte und Materialien.

Umweltbelastung

Die Laserablation bietet auch alternative „grünere“ Methoden zur Oberflächenvorbereitung, da keine giftigen Chemikalien und Strahlmittel erforderlich sind. Es ist auch viel schonender als Techniken wie Trockeneisstrahlen. Dies macht es zur idealen Wahl für eine Vielzahl von Materialien wie Metalle, Keramik und Kunststoffe.

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