Wer empfindliche Bauteile fügen will, greift immer häufiger zum Laser. Mit neuen Verfahren und Werkstoffen lassen sich flexible Schweißnähte und farbige Teile realisieren.
Das Laserschweißen von Kunststoffen entwickelt sich immer mehr zu einer Alternative gegenüber herkömmlichen Techniken wie Kleben und Ultraschallschweißen. Gute Oberflächenqualität, flexible Nahtführung und geringe thermische und mechanische Energieeinbringung sind Vorteile, die dieses Verfahren auszeichnen. Mittlerweile werden in der Automobilindustrie, Medizintechnik und Elektronikbranche hochwertige Bauteile in Serie produziert. So lassen sich heute zum Beispiel miniaturisierte Mikrophone für Freisprechanlagen auf Sicherheitsgurte im Pkw aufschweißen, ohne dass die Zugfähigkeit des Gurtes beeinträchtigt wird.
Diode Starweld ist eine für solche Aufgaben geeignete Laserstrahlquelle. Erhältlich ist sie als gut fokussierbarer High-Quality- und als leistungsstarker High-Power-Laser. Komponenten wie Netzteil, Steuerung und Kühlung befinden sich in einem kompakten Versorgungsmodul. Der Anwender kann das System in bestehende Produktionslinien integrieren. Optional sind Direktstrahl, Faserkopplung und Scannerkopf erhältlich. Da die Schmelzenergie sehr lokal eingebracht und keine Schmelze ausgetrieben wird, lassen sich Schweißnähte auch unmittelbar neben wärmeempfindlichen Teilen ziehen und kompakte Bauformen realisieren.
Ein Trend geht dahin, beliebig farbige Bauteile zu verschweißen. Da die verwendeten Wellenlängen im nahen Infrarot-Bereich und somit außerhalb des sichtbaren Spektrums liegen, lassen sich Farbeffekte und laserspezifische Eigenschaften voneinander trennen. In jedem Fall muss der obere Fügepartner für den Laser transparent sein, während der untere den Strahl absorbiert. Als Werkstoffe eignen sich besonders Thermoplaste, thermoplastische Elastomere und Polyacetale.
Hoch funktionale Bauteile wie Pkw-Türschlösser können zum Beispiel aus Polyamiden der Serie Zytel hergestellt werden. Nach Verschweißen von lasertransparentem Zytel PA 66 in Naturfarbe mit einer schwarzen laserabsorbierenden Variante sind die Schweißnähte laut Anbieter kaum zu erkennen. Nach dem gleichen Prinzip entstehen Gehäuse für empfindliche elektronische Bauelemente. Weitere Anwendungen sind Sensoren, Steckverbinder, Tastaturen, Handys und Uhren.
Mehr gestalterischen Spielraum bei der Farbwahl soll eine Verfahrensvariante bieten, bei der eine laserabsorbierende, schwarze Folie in die Fügezone zwischen den zu verschweißenden Komponenten eingebracht wird. Dort schmilzt die dünne Folie auf und bildet eine Schweißnaht mit dem lasertransparenten Fügepartner des Bauteils. Laut Anbieter kann der für das optische Erscheinungsbild verantwortliche Kunststoff beliebig eingefärbt werden. Anwendungen sind beispielsweise Gehäuse mit integrierten Elektronikbausteinen. Besonders bei großen Stückzahlen soll das Fügeverfahren wesentlich kostengünstiger sein als Kleben, Schrauben oder Dichten. Da die Schweißnähte fusselfrei sind, erübrigt sich aufwendiges Spülen und Trocknen von Bauteilen wie Flüssigkeitsbehältern. bk/re
Weitere Informationen:
Laserstrahlquelle 637
Polyamide 638
Folienschweißen 639
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