Validierung des Potentials von Laserbearbeitung an SiC/SiC- und C/SiC- Kompositen

Kurzfassung

Harte Materialien mit Sprödbruchverhalten sind mit klassischen Methoden nur schwierig mechanisch bearbeitbar. Zu diesen Materialien gehören SiC/SiC-Komposite, die ohne zusätzlich aufgebrachte schwache Interphase via Flüssigphasensilicierung hergestellt wurden. Eine etablierte Methode für elektrisch leitende Werkstoffe ist das Drahterodieren. Die langen Bearbeitungszeiten aufgrund niedriger Vorschubraten machen dieses Verfahren aber kostenintensiv. Eine Alternative stellt Laserbearbeitung dar. Dieses Verfahren wird vor allem in der Automobilbranche eingesetzt um mit hoher Präzision dünne Bleche zu schneiden. Bisher gibt es keine Erfahrung auf dem Gebiet der Laserbearbeitung an Siliciumcarbid-basierten Keramiken. Ihr teils metallischer Charakter, wie z.B. hohe Wärmeleitfähigkeit und Thermoschockbeständigkeit, ermöglicht im Vergleich zu oxidischen Keramiken eine Laserbearbeitung mit hohem Energieeintrag und damit verbunden hohen Abtragsraten. Der Schwerpunkt der Versuche lag auf der Validierung der Machbarkeit von Laserbearbeitung an Siliciumcarbid-basierten Keramiken. Verschiedene Laser-Parameter wurden variiert und bezüglich Schnittqualität und Geschwindigkeit miteinander verglichen und per REM ausgewertet.