Laserstrahlschweißen transparenter Kunststoffe

Wirtschaftlich und verschmutzungsfrei – Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen werden für den Schweißprozess an das Material angepasste Laserwellenlängen und innovative Bestrahlungsstrategien miteinander kombiniert. Dies ermöglicht Kunststoffschweißen ohne Verwendung von Strahlungsabsorbern.

Beim konventionellen Laserstrahlschweißen von Kunststoffen wird der untere Fügepartner üblicherweise mit einem Strahlungsabsorber versehen, der das Erscheinungsbild des Bauteils bzw. der Fügenaht durch die Eigenfarbe des Strahlungsabsorbers beeinträchtigt. Statt der bisher zum Kunststofffügen üblichen Diodenlaser mit einer Emissionswellenlänge von 800 – 980 nm setzen Forscher am Fraunhofer ILT für das Laserstrahlschweißen von transparenten Thermoplasten neuartige Laserquellen mit Emissionswellenlängen oberhalb von 1400 nm ein. Durch die örtliche und zeitliche Strahlmodulationen nach dem TWIST®-Verfahren können die Wissenschaftler den Prozess thermisch optimieren.


Dabei verwenden sie spezielle Fokussieroptiken, bei denen die Intensität im Fokus nur in der Fügeebene ohne zusätzlichen Absorber die zum Aufschmelzen der Kunststoffe erforderliche Schwellintensität überschreitet. Auf der Bauteiloberfläche ist die Intensität so gering, dass die Bauteile durch die Laserstrahlung nicht beschädigt werden. Die zusatzwerkstoff- und verschmutzungsfreie Laserfügetechnik ermöglicht für medizintechnische Produkte neue Fertigungstechniken. Darüber hinaus bietet sich das neue Verfahren für die Montage optischer Bauelemente aus Kunststoff an, da die Eigenschaften der Kunststoffe nicht durch zusätzliche Absorber beeinflusst werden.

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