Bearbeiten von CFK-Bauteilen, Halbzeugen und Laminaten

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Wie können CFK-Bauteile, Halbzeuge und Laminate am besten bearbeitet werden?

1. Werkzeuge und Bearbeitungsmethoden

CFK (Carbonfaserverstärkter Kunststoff) ist abrasiv und spröde, daher sind spezielle Werkzeuge erforderlich:

Je nach Anwendungsfall kommen bei der CFK-Bearbeitung PKD-Werkzeuge, Werkzeuge aus Vollhartmetall (VHM), blank oder diamantbeschichtet zum Einsatz. Teilweise wird auch mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl (HSS) gearbeitet.

a.) Bohren: Hartmetall- oder Diamantbohrer, geringe Vorschubkraft, hohe Drehzahl, geringe Wärmeentwicklung.

b.) Fräsen: PKD- oder diamantbeschichtete Fräser, scharfe Schneiden zur Vermeidung von Ausfransungen. Geeignete Schneidenwinkel sind vorteilhaft, um Materialausbrüche zu minimieren.

c.) Sägen: Diamant- oder Hartmetall-bestückte Sägeblätter, feine Zahnung für saubere Schnittkanten. Geeignete Schneidenwinkel können die Schnittqualität verbessern.

d.) Schleifen: Hartmetall- oder Diamantschleifmittel, geringe Anpresskraft.


Drehzahlen und Schnittgeschwindigkeiten:

Die Bearbeitung von CFK kann sich an Materialien wie Messing oder Bronze orientieren:

Bohren: Vergleichbar mit Aluminium oder Messing, hohe Drehzahl, geringer Vorschub.

Fräsen und Sägen: Eher wie Bronze oder Hartkunststoffe, angepasste Drehzahl zur Vermeidung von Ausfransungen.


Herstellerangaben zu Werkzeugen beachten, da spezielle Geometrien optimale Schnittbedingungen ermöglichen.

2. Wichtige Punkte bei der Bearbeitung

a.) Nassbearbeitung möglich: Fachgerecht produzierte Laminate sind wasser- und chemikalienbeständig. In bestimmten Fällen wird Nassbearbeitung von Werkzeugherstellern empfohlen.

b.) Staubabsaugung nutzen: CFK kann trocken bearbeitet werden wenn eine fachgerechte Absaugung gewährleistet ist. Damit schützt man auch elektrische Geräte vor Kurzschluss. Ausserdem spart man sich im Vergleich zur Nassbearbeitung zusätzliche Reinigungsschritte.

Delamination vermeiden: Geringer Vorschub und scharfe Werkzeuge reduzieren das Risiko von Faserablösungen.

3. Verkleben von CFK-Bauteilen

a.) Vorbehandlung:

  • Mechanische Vorbehandlung: Leichtes Anschleifen mit feinem Schleifpapier (P240–P400) zur Erhöhung der Oberflächenhaftung.

  • Schleifstaub entfernen: Nach dem Anschleifen gründlich reinigen, um eine optimale Klebefläche zu gewährleisten.

  • Chemische Reinigung: Reinigung mit Isopropanol oder Aceton zur Entfernung von Staub und Fett.

  • Primer: Falls erforderlich, für bessere Haftung.


b.) Geeignete Klebstoffe:

  • Epoxidharz-Klebstoffe: Hohe Festigkeit, beständig gegen Umwelteinflüsse.

  • Acrylat-Klebstoffe: Schnelle Aushärtung, gute Schlagzähigkeit.

  • Polyurethan-Klebstoffe: Flexibel, geeignet für dynamische Belastungen.


c.) Wichtige Punkte:

  • Gleichmäßige Klebstoffverteilung, keine Lufteinschlüsse.

  • Ausreichende Aushärtungszeit beachten.

  • Pressvorrichtung oder Fixierung nutzen, um eine gleichmäßige Verbindung sicherzustellen.

  • Optionale Warmhärtung: Erhöht die Festigkeit und verbessert die Verklebungseigenschaften.


Fazit: 
Die Bearbeitung von CFK erfordert spezielle Werkzeuge und sorgfältige Handhabung, um Schäden am Material zu vermeiden. Beim Verkleben ist eine gründliche Oberflächenvorbehandlung entscheidend für eine dauerhafte Verbindung.

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