Laserablation in der Luftfahrtfertigung: Präzise Materialentfernung erklärt

Luftfahrtfertiger nutzen Laserablation, um Schichten von festen Metallen und bestimmten Verbundwerkstoffen abzutragen und diese Materialien für industrielle Prozesse besser geeignet zu machen. Laserablation bietet absolute Präzision für diese Aufgabe.

Funktionsweise der Laserablation

Ein Laserstrahl wird auf die Metalloberfläche fokussiert. Dies bricht bestehende chemische Bindungen, die das zu entfernende Material halten. Der Strahl verbrennt und verdampft das Material.

Pulsfaserlaser werden am häufigsten eingesetzt wegen ihrer hohen Intensität. Ihre höhere Helligkeit ist sehr effektiv und erfordert keine hohen Energiemengen. Pulslaser arbeiten bei Frequenzen bis 4 MHz und benötigen nur 110–240 V.

Laserablation in der Luftfahrt

Flugzeughersteller setzen auf Klebeverbindungen zur Designvereinfachung und Leistungssteigerung. Der Verbundwerkstoffanteil an Flugzeugen ist gestiegen, wodurch Metall-Verbund-Verbindungen häufiger werden. Deren Ersetzung durch Klebeverbindungen reduziert Gewicht, vereinfacht Fertigung und liefert zuverlässigere Verbindungen.

Für sichere Klebeverbindungen sind geeignete Oberflächenvorbereitungsmethoden essenziell. Laserablation liefert gründliche Ergebnisse bei der Oberflächenvorbereitung und erzeugt eine hochreproduzierbare Topografie. Dies ermöglicht konsistentes Klebstoffauftragen und vorhersagbare Verbindungen.

Laserablation und thermische Barriereschichten

Thermische Beschichtungen sind für Luftfahrtoperationen wichtig. Sie reduzieren Temperaturen von Flugzeugkomponenten signifikant. Durch diesen Schutz lassen sich Prozesstemperaturen und Betriebseffizienz erhöhen.

Der Faserlaser-Ablationsprozess erlaubt Bohren an empfindlichen, hitzeempfindlichen Materialien. Er entfernt Material so schnell, dass der umliegende Bereich nicht beeinträchtigt wird. Dies ist besonders bei Triebwerken wichtig, wo Präzision erforderlich ist, damit Motoren mit hoher Leistung und reduziertem Kraftstoffverbrauch arbeiten können.

Vorteile der Laserablation

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

Minimaler Wärmeeintrag

Die in der Laserablation verwendeten Laser liefern hohe Intensität, aber sehr wenig Wärme wird in den Umgebungsbereich übertragen. Der Strahl kann fokussiert werden, um genau so viel oder so wenig Material zu entfernen wie nötig – ohne Schäden am restlichen Bauteil.

Kosten

Traditionelle Methoden erfordern einen mehrstufigen Ansatz: Ein Muster für den zu entfernenden Bereich muss erstellt werden, dann folgen mehrere Chemikalienanwendungen. Dies erfordert oft teurere Arbeitskraft und Materialien.

Umweltauswirkungen

Laserablation bietet auch „grünere“ Alternativen der Oberflächenvorbereitung, da keine giftigen Chemikalien und Strahlmittel nötig sind. Sie ist auch schonender als Trockeneisstrahlen. Dies macht sie ideal für Metalle, Keramiken und Kunststoffe.

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