Klebeverbindungen durch Laserstrahlung

Um die Aushärtung von Polymerklebstoffen deutlich zu verbessern, konzentrieren sich Arbeiten am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) auf eine effektivere Nutzung der Laserstrahlung. Durch die Verwendung von Lasern mit Wellenlängen im nahen UV- bzw. blauen VIS-Bereich wurde die Tiefenaushärtung beschleunigt und deutlich verbessert. Aushärtezeiten im Sekundenbereich bei Tiefen im Millimeterbereich können erzielt werden.

Schon seit Beginn der 90er Jahre findet die strahlungsinduzierte Aushärtung von Polymerklebstoffen immer breitere Anwendung in der industriellen Fertigung. Als Anwender sind hier insbesondere die elektronische und optische Fertigung, medizinische Gerätetechnik und die Dentaltechnik zu nennen. Gegenüber den herkömmlichen Klebetechniken weist die strahlungsinduzierte Aushärtung von Klebstoffen einige signifikante Vorteile auf, wie beispielsweise die schnellere Aushärtung, einfachere Handhabung und gesundheitliche Unbedenklichkeit des ausgehärteten Klebstoffs.
Das Aushärten von Polymerklebstoffen ist jedoch wegen der unzureichenden Aushärtung in der Tiefe und in den Schattenzonen problematisch. Herkömmliche Bestrahlungsquellen ermöglichen eine schnelle Aushärtung nur in dünnen Klebstoffschichten – unter einem Millimeter. Eine sehr schnelle Aushärtung dieser Klebstoffe kann man lediglich mit UV-initiierbaren Photoinitiatoren erzielen. Bedingt durch eine sehr hohe Absorption nimmt die Lichtintensität jedoch mit zunehmender Tiefe deutlich ab. Insbesondere bei gefüllten Klebstoffen gestaltet sich die Aushärtung sehr schwierig.
Um die Aushärtung von Polymerklebstoffen deutlich zu verbessern, konzentrieren sich Arbeiten am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) auf eine effektivere Nutzung der Laserstrahlung. Hierbei wird einerseits das prinzipielle Aushärteverhalten der Klebstoffsysteme untersucht und andererseits mechanisch-technologische Untersuchungen an den Kunststoff-Klebeverbindungen vorgenommen, um die laserstrahlungsinduzierte Klebeverbindung zu qualifizieren. Die bei den Untersuchungen verwendeten Laserstrahlungsquellen sind Excimerlaser, Argonionenlaser und frequenzvervielfachte Nd:YAG-Laser.
Durch die Verwendung von Lasern mit Wellenlängen im nahen UV- bzw. blauen VIS-Bereich wurde die Tiefenaushärtung beschleunigt und deutlich verbessert. Aushärtezeiten im Sekundenbereich bei Tiefen im Millimeterbereich können erzielt werden. Deshalb werden moderne Klebstoffsysteme so konzipiert, dass sie diese Vorteile effektiv nutzen können. Das Ziel der Untersuchungen ist eine breitere Anwendung dieser Technik in der Industrie, z. B. bei der Kapselung oder beim Fixieren elektronischer Bauteile, beim Verkleben von Verpackungen oder beim Einkleben diverser Bauteile in Fassungen.

Für mehr Information:
Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Dipl.-Ing. Alexander von Busse
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