Anzahl Überfahrten/Vorschub 1 mm 1 mm Änderungen bei Spezifikationen und anderen technischen Angaben bleiben vorbehalten. 03/2016. 1 QUASI-SIMULTANSCHWEISSEN ABSORBERFREIER THERMOPLASTE 2 akkumuliert, während sie an der Ober- und Unterseite durch die Elemente der Spannvorrichtung (Glas, Aluminium), die eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, abgeführt wird. Ergebnis Verglichen mit dem Konturverfahren lässt sich durch eine Aufgabenstellung quasi-simultane Bestrahlung eine in Strahlrichtung wesentlich kompaktere WEZ realisieren (Bild 2). Die nahezu gleichmäßige Die Transparenz von Thermoplasten im Wellenlängenbereich Erwärmung der gesamten Schweißkontur ermöglicht einen klassischer beim Laserdurchstrahlschweißen eingesetzter Fügeweg, mit dem Restspalte zwischen den Fügeteilen ausge- Strahlquellen (800 - 1100 nm) erfordert in der Regel eine glichen werden können. Trotz mehrerer Überfahrten bleibt die Modifizierung eines Fügepartners durch Absorber, um ihn für Schweißzeit aufgrund deutlich höherer Vorschübe vergleichbar die Laserstrahlung zu sensibilisieren. Mithilfe entsprechender mit dem Konturschweißverfahren. Strahlquellen lassen sich jedoch intrinsische Absorptionseigenschaften der Thermoplaste ausnutzen, um zwei Kunststoffteile Anwendungsfelder ohne Absorberzusatz miteinander zu verschweißen. Dabei besteht die Herausforderung darin, beide Fügepartner möglichst Das vorgestellte Verfahren zielt primär auf Anwendungen im selektiv im Kontaktbereich zu schmelzen. Bereich der Medizintechnik (Bild 1) ab, bei denen der Einsatz von Absorbern ein Risiko für die Biokompatibilität darstellen Vorgehensweise kann. Aber auch in anderen Anwendungen, in denen Absorber aus optischen, wirtschaftlichen oder funktionellen Bisher lässt sich trotz angepasster Wellenlänge selbst mithilfe Gründen unzulässig sind, kann das Verfahren eingesetzt stark fokussierender Optiken keine selektive Aufschmelzung werden. des Kontaktbereichs erreichen. Die weit entlang der Strahlachse ausgedehnte Wärmeeinflusszone (WEZ) kann bei flachen Ansprechpartner Bauteilen, wie beispielsweise Lab-on-a-Chip Anwendungen (Bild 1), zu Verzug führen und zudem Schmelzeaustritt sowie Dipl.-Ing. Viktor Mamuschkin Verbrennungen auf der bestrahlten Oberfläche begünstigen. Telefon +49 241 8906-8198 Eine kompaktere WEZ lässt sich durch das Quasisimultan- [email protected] schweißen erzielen, bei dem der Laserstrahl mit sehr hohem Vorschub (> 1 m/s) mehrmals hintereinander entlang der Dr. Alexander Olowinsky Schweißkontur geführt wird. Durch die schlechte Wärmeleit- Telefon +49 241 8906-491 fähigkeit von Kunststoffen wird die Wärme in der Fügezone [email protected] 1 Beispiel eines mikrofluidischen Bauteils. 2 WEZ bei zunehmender Überfahrtenanzahl. 114 Jahresbericht 2015 Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, www.ilt.fraunhofer.de DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01
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