{"id":14495,"date":"2025-04-09T06:41:04","date_gmt":"2025-04-09T06:41:04","guid":{"rendered":"https:\/\/jccmfg.com\/?p=14495"},"modified":"2025-04-09T07:14:22","modified_gmt":"2025-04-09T07:14:22","slug":"wie-man-kohlenstoffverbundwerkstoffe-bohrt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jccmfg.com\/de\/how-to-drill-carbon-composites\/","title":{"rendered":"Wie bohrt man Kohlenstoffverbundwerkstoffe?"},"content":{"rendered":"

Wie bohrt man Kohlenstoffverbundwerkstoffe?<\/span><\/h1>\n

Die Produktionskosten von Kohlefaserverbundwerkstoffen sind sehr hoch. Ohne professionelle Werkzeuge und Bohrverfahren werden teure Teile schon bei kleinen Fehlern zu Abfallprodukten. Dieser Leitfaden bietet Ihnen eine zuverl\u00e4ssige Bohrl\u00f6sung mit Bohrwerkzeugen, Parametern und Schritten zur Qualit\u00e4tssicherung Ihrer Produkte.<\/span><\/p>\n

\"Bohren<\/p>\n

1. Erfahren Sie mehr \u00fcber Kohlefaserverbundwerkstoffe<\/span><\/h2>\n

Die Verbundkohlenstofffaserplatte ist geschichtet. Aufgrund ihrer einzigartigen Anisotropie und hohen Spr\u00f6digkeit gestaltet sich die Weiterverarbeitung \u2013 das Bohren \u2013 sehr schwierig. Insbesondere 0\u00b0-Laminate und unidirektionale Verbundwerkstoffe neigen beim Bohren eher zu Br\u00fcchen, Delaminationen und Gratbildung. Daher sind spezielle Werkzeuge und Verfahren erforderlich, um einen qualitativ hochwertigen Bohrprozess zu gew\u00e4hrleisten.<\/span><\/p>\n

2. Herausforderungen beim Bohren in Verbundwerkstoffe<\/span><\/h2>\n

\"Bohren<\/p>\n

    \n
  • Delamination: <\/b>Dies wird durch die \u00fcberm\u00e4\u00dfige axiale Kraft beim Bohren verursacht, wenn sich der Bohrer in der N\u00e4he des Lochauslasses befindet.\u00a0<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

    L\u00f6sung:<\/b> Am Lochein- und -austritt sollte die Vorschubgeschwindigkeit reduziert werden und es sollte das Stufenbohrkraftverfahren + starre Unterlage verwendet werden.<\/span><\/p>\n

      \n
    • Ausriss und Bruch: <\/b>Nachdem der Bohrer abgenutzt und passiviert ist, wird das Fasergewebe am Ausgang vom Verbundlaminat abgerissen und die mechanischen Eigenschaften der gesamten Oberfl\u00e4che werden reduziert.<\/span><\/li>\n
    • Ungeschnittene Fasern:<\/b> Die Ursache hierf\u00fcr sind Werkzeugverschlei\u00df und Passivierung. Die Schneide des Bohrers ist nicht scharf genug, um die Faserschicht des Verbundlaminats zu schneiden und zu brechen.<\/span><\/li>\n
    • Schneidkantenverschlei\u00df:<\/b> Die H\u00e4rte von Kohlefaserverbundwerkstoffen ist hoch (ca. HV 300\u2013500). Und die Lebensdauer von Standardbohrern betr\u00e4gt nur 1\/10 der von Aluminium.<\/span><\/li>\n
    • Kosten- und Verarbeitungseffizienz: <\/b>Die Verbundwerkstoffkosten sind sehr hoch. Das Bohren ist aufgrund der Spr\u00f6digkeit zu schwierig, daher ist die Ausschussrate sehr hoch. Auch der hohe Verschlei\u00df der Bohrer verursacht hohe Kosten.<\/span><\/li>\n
    • Wegen zu hoher Temperatur deaktiviert: <\/b>Bei dicken Verbundlaminaten f\u00fchrt die mechanische Hochgeschwindigkeitsrotation zu einer zu hohen Oberfl\u00e4chentemperatur. Bei unzureichender K\u00fchlung f\u00fchrt die hohe Temperatur dazu, dass das Harz im Verbundwerkstoff bei hohen Temperaturen weich wird.<\/span><\/li>\n
    • Blendenabweichung<\/b>: Bitverschlei\u00df oder Vibrationsversatz.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

      \"Bohren<\/h2>\n

      3. Material und Art des Bohrers<\/span><\/h2>\n

      Material:<\/b><\/h3>\n
        \n
      • Schnellarbeitsstahl: <\/b>Geeignet f\u00fcr eine geringe Anzahl von L\u00f6chern (weniger als 10), der Nachteil ist die geringe Verschlei\u00dffestigkeit und Steifigkeit.<\/span><\/li>\n
      • Hartmetallbohrer: <\/b>Es ist<\/span> Geeignet f\u00fcr die manuelle Bearbeitung von Verbundwerkstoffen, einschlie\u00dflich Prototypenpr\u00fcfung und unkritischem Bohren. Es zeichnet sich durch h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit und H\u00e4rte aus. Eine Wolframbeschichtung der Bohreroberfl\u00e4che erh\u00f6ht die H\u00e4rte. Die Lebensdauer betr\u00e4gt 80\u2013100 L\u00f6cher pro Bohrer.<\/span><\/li>\n
      • Diamantbeschichteter Hartmetallbohrer: <\/b>Aufgrund der Beschichtung weist der Bohrer eine sehr hohe H\u00e4rte (ca. HV 8000\u20139000) und hohe Verschlei\u00dffestigkeit auf. Er wird im Allgemeinen zum Bohren hochpr\u00e4ziser L\u00f6cher (z. B. f\u00fcr Flugzeugstrukturteile) mit einer Lebensdauer von 800\u20131000 L\u00f6chern\/Blatt verwendet.<\/span><\/li>\n
      • Polykristalliner Diamantbohrer (PCD): <\/b>Vorteile: Es verf\u00fcgt \u00fcber eine gute Verschlei\u00dffestigkeit und thermische Stabilit\u00e4t und eignet sich f\u00fcr die Massenproduktion im gro\u00dfen Ma\u00dfstab (z. B. Kohlefaserteile f\u00fcr Automobile). Lebensdauer 3000\u20135000 L\u00f6cher\/Klinge.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

        \"Bohren<\/h3>\n

        Bittyp:<\/b><\/h3>\n

        Spiralbohrer<\/b><\/h4>\n
          \n
        • Strukturelle Merkmale: <\/b>Der Spitzenwinkel betr\u00e4gt etwa 120\u00b0 und der Spiralwinkel etwa 30\u201340\u00b0.<\/span>Die quer verlaufende Mei\u00dfelkante ist breit und stimuliert leicht den axialen Schub des Bohrers.<\/span><\/li>\n
        • Nachteile: <\/b>Die breite Querkante erleichtert das Schichten des Verbundmaterials beim Bohren. Eine schlechte Spanabfuhr f\u00fchrt leicht zum Verbrennen der Harzmatrix und damit zur Beeintr\u00e4chtigung ihrer Leistungsf\u00e4higkeit.<\/span><\/li>\n
        • Anwendbare Szene<\/b><\/li>\n<\/ul>\n
            \n
          • \n
              \n
            • Nicht-strukturelle Teile mit geringen Pr\u00e4zisionsanforderungen (wie z. B. dekorative Carbonplatten)<\/span><\/li>\n
            • Flaches Loch mit \u00d6ffnung \u2264 3 mm und Dicke der Verbundplatte \u2264 2 mm.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n
                \n
              • Empfohlene Motordrehzahl: <\/b>500-5000 U\/min<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

                Doppelwinkel-Verbundbohrer: <\/b>Verhindert Schichtung und Herausdr\u00fccken<\/span><\/h4>\n
                  \n
                • Strukturelle Merkmale: <\/b>Ein Bohrer mit doppeltem Winkel, Schneiden in der Klasse<\/span><\/li>\n
                • 130\u00b0 Prim\u00e4rer Spitzenwinkel<\/b>: Es kann den Schnittdruck verteilen und die Kontaktfl\u00e4che zwischen dem scharfen Winkel und dem Laminat vergr\u00f6\u00dfern. Gew\u00e4hrleisten Sie einen glatten Schnitt in die Oberfl\u00e4chenfaser, vermeiden Sie die Bruchschichtung, die durch das Einschneiden des Bohrers und nicht durch tiefes Abrutschen verursacht wird, sch\u00fctzen Sie die Oberfl\u00e4che der Verbundplatte und verhindern Sie das Abl\u00f6sen der Oberfl\u00e4che.<\/span><\/li>\n
                • 60\u00b0 Sekund\u00e4rspitzenwinkel<\/b>\u00a0<\/span>\n
                    \n
                  • Der sch\u00e4rfere Bitwinkel schneidet schnell und pr\u00e4zise durch die darunterliegenden Fasern und vermeidet so Delamination und Gratbildung.<\/span><\/li>\n
                  • \u00a0Vorteil: Es kann die axiale Aufprallkraft beim Durchbohren reduzieren und ein \u201eHerausdr\u00fccken\u201c des Fasergewebes am Austritt verhindern.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

                    \u00a0Dreizack-Bohrer: <\/b>Verhindert raue Kanten und Risse<\/span><\/h4>\n
                      \n
                    • Strukturelle Merkmale<\/span>\n
                        \n
                      • Das dreischneidige Design \u2013 60\u00b0 mittlere Hauptschneide + 130\u00b0 oberer Winkel, symmetrische Sekund\u00e4rschneide auf beiden Seiten. Die Bohrspankraft ist gleichm\u00e4\u00dfig, ohne Verschlei\u00df im Bereich der \u00d6ffnung, und die Pr\u00e4zision ist hoch, geeignet f\u00fcr relativ dicke Platten<\/span><\/li>\n
                      • Die Rutsche ist breit und tief, und der Rutschenschmelzraum ist gro\u00df und relativ einfach<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                      • Empfohlene Drehzahl: 3000\u20134000 U\/min (Verhindert Leistungsausf\u00e4lle durch \u00dcberhitzung der Harzmatrix)<\/span><\/li>\n
                      • Vorschub: 0,03-0,06 mm\/U<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

                        4. Pr\u00e4zise Steuerung der Bohrprozessparameter am Beispiel von UAV-Zubeh\u00f6r<\/span><\/h2>\n

                        \"Bohren<\/p>\n

                        Von einem deutschen UAV-Hersteller bestellte UAV-Teile verwenden mit Wolfram beschichtete Diamantbohrer (zur Verbesserung der H\u00e4rte) + 4000\u20135000 U\/min + 0,05\u20130,08 mm\/U \u2192 Die Qualit\u00e4t der L\u00f6cher wird erheblich verbessert.<\/span><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
                        Parameter<\/span><\/td>\nDaten empfehlen<\/span><\/td>\nLogik anpassen<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
                        Drehgeschwindigkeit (U\/min)<\/span><\/td>\n4000-5000 (Hartlegierung)<\/span><\/td>\nEine hohe Geschwindigkeit verringert die Schnittkraft pro Zahn und verringert den Verschlei\u00df des Bohrers, allerdings muss eine \u00dcberhitzung vermieden werden, da das Harz durch die hohe Geschwindigkeit erweicht und das Verbundmaterial unbrauchbar macht.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
                        Vorschubgeschwindigkeit (mm\/U) \u2013 Eingang<\/span><\/td>\n0.05-0.10<\/span><\/td>\nDie niedrige Vorschubgeschwindigkeit verhindert das Festfressen der Fasern auf der Oberfl\u00e4che und verringert die Bruchdelaminierung<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
                        Vorschubgeschwindigkeit (mm\/U) \u2013 Ausgang<\/span><\/td>\n0.02-0.08<\/span><\/td>\nDie F\u00f6rderleistung am Lochauslass muss reduziert werden, um das Risiko einer Schichtung zu verringern<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
                        K\u00fchlbetrieb<\/span><\/td>\nSchneidpaste<\/span><\/td>\nDie Funktion der K\u00fchlung und Schmierung \u00fcbernimmt der geeignete K\u00fchlschmierstoff, der entsprechend den Materialeigenschaften ausgew\u00e4hlt wird.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

                        5. Bedienungsanleitung<\/span><\/h2>\n
                          \n
                        • Schutzausr\u00fcstung tragen<\/strong>, lang\u00e4rmelige Handschuhe und staubdichte Kleidung, Staubmaske oder Atemschutzger\u00e4t, Augenschutz, Staubsauger usw. W\u00e4hrend des Bohrens ist auch eine Bel\u00fcftung erforderlich.<\/span><\/li>\n
                        • Manuelle Positionierung oder Laserpositionierung:<\/strong> Durch die Positionierung der L\u00f6cher vor dem Bohren wird die Bohrgenauigkeit sichergestellt.<\/span><\/li>\n
                        • Lokale Verst\u00e4rkung:<\/strong> Bringen Sie vorab ein Anti-Stripping-Klebeband (z. B. 3M\u2122 2216) um die positionierten Punkte an.<\/span><\/li>\n
                        • Probebohrungen und Parameteroptimierung:<\/strong> Vor dem Batchbohren ist es notwendig, ein Probeloch zu bohren, um den geschichteten Bruch und die Genauigkeit des Lochs zu testen. Die Bohr\u00f6ffnung wurde mit einem Koordinatenmessger\u00e4t vermessen und die Lochrauheit beobachtet.<\/span><\/li>\n
                        • Vorbohren des Pilotlochs: Vor dem Bohren<\/strong> Bohren Sie ein Pilotloch mit einem Durchmesser von ca. 0,25 mm. Dies tr\u00e4gt dazu bei, die Lochgr\u00f6\u00dfe stabil zu halten und erleichtert das Bohren eines qualitativ besseren Lochs. Au\u00dferdem k\u00f6nnen dadurch die hohen Temperaturen vermieden werden, die durch die schnelle Rotation entstehen.<\/span><\/li>\n
                        • Vorbohren des Pilotlochs:<\/strong> Vor dem Bohren ein Pilotloch mit einem Durchmesser von ca. 0,25 mm bohren. Dies tr\u00e4gt dazu bei, die Lochgr\u00f6\u00dfe stabil zu halten und ein qualitativ besseres Loch zu bohren. Au\u00dferdem wird dadurch die hohe Temperatur vermieden, die durch die schnelle Rotation des Verbundlaminats entsteht.<\/span><\/li>\n
                        • Schleifen:<\/strong> Wenn sich in der N\u00e4he des Lochs Grate bilden, m\u00fcssen diese mit einer Diamantfeile zum Schleifen von Hand oder mit einer Plasma-Entgratungsmaschine entfernt werden.<\/span><\/li>\n
                        • Inspektion:<\/strong> Verwenden Sie nach dem Bohren eine Ultraschalluntersuchung der Teile, um festzustellen, ob eine Schichtung vorliegt (ein Schichtungsbereich \u22641% ist qualifiziert).<\/span><\/li>\n<\/ul>\n

                          6. Fazit<\/span><\/h2>\n

                          Die Pr\u00e4zision beim Bohren von CFK-Verbundwerkstoffen bestimmt ma\u00dfgeblich die Qualit\u00e4t und das Markenvertrauen von Produktteilen und -komponenten. Wir bieten Ihnen eine Komplettl\u00f6sung \u2013 von der Bohrerauswahl \u00fcber parametrisches Design bis hin zu ma\u00dfgeschneiderten Schneidprozessen \u2013, damit Sie fehlerfreie Produktteile herstellen k\u00f6nnen.<\/span><\/p>\n

                          Kontaktieren Sie uns noch heute f\u00fcr effizientes Bohren!<\/span><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                          How to Drill Carbon Composites? The production cost of carbon fiber composite materials is very high. Without professional tools and processes to be drilled, the expensive parts will become waste products because of a slight error. 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