Praxisbericht: Thermografische Lasermessung

Im Jahr 1960 wurde der erste Laser realisiert. Zu diesem Zeitpunkt war die Reichweite dieser Entwicklung noch nicht abzusehen. Heute gibt es nur noch wenige Bereiche in Industrie und Wissenschaft, in denen keine Laser angewendet werden. Täglich werden neue Einsatzgebiete mit immer ausgefeilteren Lasersystemen erschlossen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine der weltweit führenden Institutionen bei der Erforschung neuer Anwendungsmöglichkeiten für Laser und deren technologischer Umsetzung. Da Laser oft mit hohen Intensitäten operieren, spielt die thermische Kontrolle der Anwendungen eine wichtige Rolle. Dies leistet die Temperaturmessung mittels Infrarot-Thermografie sowohl bildgebend als auch berührungslos.

Das Laserstrahlschneiden und Laserstrahlschweißen von kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen (CFK) erfordert einen genau abgestimmten Energieeintrag. So verdampfen zwar die Kohlenstofffasern erst bei Temperaturen von über 3.000 °C, aber die Kunststoff-Matrix dieser Composite-Materialien schmilzt bzw. verdampft schon bei Temperaturen jenseits von 130 °C. Aufgrund der großen Unterschiede in den thermophysikalischen Eigenschaften der Komponenten, Faser und Matrix, ist eine präzise und örtlich hochauflösende Temperaturmessung erforderlich. Die kurzen Prozesszeiten, die die Laserbearbeitung ermöglichen, erfordern eine hohe Messfrequenz. Nur so können zuverlässige Aussagen bezüglich etwaiger thermischer Beeinflussungen des Basiswerkstoffes an den Schnittkanten sowie realisierbarer Fügenahtqualitäten getroffen werden.

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