Kann man Kunststoff mit dem Laser schweißen?? Ja und nein!!

Viele, aber nicht alle Kunststoffe lassen sich mit der Lasertechnik schweißen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. führt Untersuchungen durch, um die Eignung von Kunststoffen für das Laserstrahlschweißen zu prüfen.

Das Laserstrahlschweißen von thermoplastischen Kunststoffen ist ein innovatives Verfahren für die Realisierung hoher Prozessgeschwindigkeiten und Schweißnahtqualitäten. Es ist innerhalb der letzten Jahre bis zur Serienreife entwickelt worden. Leider existieren noch keine systematischen Prüfverfahren , welche die Eignung von Polymeren für das Laserstrahlschweißen aufzeigen. Es müssen jeweils umfangreiche Schweißexperimente durchgeführt werden, um eine Aussage zur Schweißeignung der verwendeten Werkstoffe treffen zu können.

Im Rahmen von laufenden Forschungsaktivitäten am LZH werden deshalb unterschiedliche Untersuchungen zur Eignung von Kunststoffen für das Laserstrahlschweißen und zur Optimierung der Schweißverbindungen durchgeführt. Einen Schwerpunkt hierbei bildet der Aufbau eines Untersuchungsverfahrens, mit dem Kunststoffe hinsichtlich ihrer Schweißeignung innerhalb kürzester Zeit qualifiziert werden können.

Durch den Einsatz unterschiedlicher Additive lässt sich das Absorptions- bzw. Transmissionsverhalten der Polymere verändern und für den Laserschweißprozess optimieren. Verschiedene Laserwellenlängen führen zu unterschiedlicher Strahlungsausbreitung (Absorption, Streuung) im Material, und es besteht das Risiko, bei Einsatz einer ungeeigneten Laserquelle die Fügeaufgabe nicht hinreichend lösen zu können.

Das am LZH erprobte Verfahren basiert auf der zeit- und ortsaufgelösten Messung der von der Kunststoffprobe emittierten Wärmestrahlung (photothermische Radiometrie) nach Einstrahlung eines Laserpulses. Dabei werden der Einfluss von unterschiedlichen Kunststofftypen, Füllstoffen, Pigmentarten und -gehalten auf die thermographischen Aufnahmen sowie das Schweißergebnis untersucht, um eine Korrelation zwischen thermographischer Analyse und Schweißnahtqualität zu finden.

Durch eine eindeutige Korrelation kann der Anwender die Schweißeignung von Polymeren einfach und kostengünstig ermitteln, und dem Kunststoffverarbeiter wird die Auswahl zum einen von Polymertypen und/oder Pigmenten und zum anderen von Lasersystemen erleichtert. Die Arbeiten werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen durchgeführt. Das Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF) mit Unterstützung der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik (DVS) gefördert.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Für mehr Information:
Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Michael Botts
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