Laserstrahlschweißen transparenter Kunststoffe Donnerstag, 10.03.2011
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.
Bild: Fraunhofer ILT - Bei einer Wellenlänge von rund 1.700
nm lassen sich transparente Kunststoffe per Laserstrahl
schweißen
