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Effizienzgewinn mit Laser-Kunststoffschweissen
21.07.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM
Der Laser hat sich einen guten Namen beim Verbinden von Kunststoffbauteilen gemacht. Er sorgt für besonders effiziente Verbindungen und verspricht sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Vorteile. Ein Beitrag zum aktuellen Stand der Technik.
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Mit dem Fügen von Kunststoffen beschäftigt sich die Industrie seit über einem halben Jahrhundert. Bereits mit der Entwicklung des Spritzgussverfahrens wurde der Wunsch nach einer wirtschaftlichen Methode zum Verbinden von Komponenten laut. Heute wie gestern verlangt ein Grossteil aller Kunststoffprodukte einen Fügeprozess, der das Bauteil nach einem Montageprozess verschliesst.
Anfänglich wurden häufig Schrauben eingesetzt oder es wurde geklebt. Diese Methoden sind vergleichsweise aufwändig und zeitintensiv. Als sich die Automobilindustrie mehr und mehr für Kunststoffe in Fahrzeugen interessierte, gewann auch die Entwicklung wirtschaftlicher und prozesssicherer Fügeverfahren an Fahrt - so entstand das Kunststoffschweissen.
Hohe Energiedichte
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Beim Schweissen werden zwei Fügepartner durch Wärme und Druck miteinander verbunden. Dies gilt auch für das Laser-Kunststoffschweissen, jedoch mit einem Unterschied: Die Laserenergie wird in der Regel nicht an der Oberfläche wirksam, sondern genau im Bereich der Schweissnaht. Wie funktioniert das?
Da es sich beim Laser um Licht handelt, kann der Laserstrahl mit Optiken gebündelt, über Spiegel oder Lichtleitfasern geführt werden. So gelangt die Energie zum Werkstück.
Grundsätzlich wird nicht die gesamte Laserenergie wirksam. Die eingestrahlte Energie wird zum Teil reflektiert, durchdringt das Bauteil oder wird absorbiert. Nur der absorbierte Anteil wird wirksam, er wird in Wärme umgewandelt. Selbst eine vergleichsweise geringe Laserleistung erzielt eine hohe Energiedichte. Der Laserstrahl wird auf wenige Mikrometer fokussiert. Im Laserfokus kann die Energiedichte problemlos über der auf der Sonnenoberfläche liegen.
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