Das Laserschweißen von Kunststoffen bietet gegenüber anderen Fügevorgängen mehrere Vorteile, doch seine korrekte Umsetzung erfordert Fachwissen über die Technologie und den Austausch mit dem Anlagenlieferanten bereits zu Beginn des Produktentwicklungszyklus.

Kunststoffe weisen im Vergleich zu anderen Werkstoffen einige einzigartige Eigenschaften und Vorteile auf. Dazu gehören ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, mechanische Elastizität, Korrosionsbeständigkeit, elektrische und thermische Isolierung sowie niedrige Stückkosten. All dies hat zu einem verstärkten Einsatz von Kunststoffen in so unterschiedlichen Bereichen wie Verpackungen, Automobilbau, Mikroelektronik und Medizinprodukten geführt. Eine gemeinsame Anforderung vieler dieser Anwendungen ist das Verbinden von zwei oder mehr Kunststoffteilen bei der Produktmontage. Bei Anwendungen mit hochentwickelten Produkten muss diese Verbindung mit hoher mechanischer Präzision sowie hervorragender Festigkeit und Sauberkeit der Verbindungsstelle hergestellt werden.

In der Großserienfertigung wird anstelle des Klebens in der Regel eine der Schweißverfahren eingesetzt. Der Grund dafür ist, dass das Schweißen in der Regel wesentlich schneller und präziser als das Kleben durchgeführt werden kann und gleichzeitig eine festere und zuverlässigere Verbindung erzeugt. Das Laserschweißen bietet darüber hinaus eine Reihe weiterer Vorteile.

Genauigkeit Die hochlokalisierte Energieeinbringung führt zu geringen oder gar keinen Maßänderungen der Bauteile, ermöglicht enge Maßtoleranzen und ist auch bei Bauteilen mit komplexen Formen anwendbar.
Wiederholbarkeit Der Laserverfahren ist von Natur aus äußerst konsistent und lässt sich mithilfe von Prozessüberwachungsgeräten präzise steuern.
Schweißnahtqualität Das Laserschweißen von Kunststoffen beeinträchtigt die Oberfläche der geschweißten Bauteile nicht und kann unsichtbare Schweißnähte erzeugen. Die Schweißverbindungen müssen anschließend nicht nachbearbeitet werden.
Festigkeit der Schweißnaht Das Laserschweißen liefert eine feste Schweißnaht, die hermetisch oder druckdicht sein kann.
Geringe Verunreinigung Beim Laserschweißen werden keine Zusatzwerkstoffe verwendet, und es entstehen keine Verunreinigungen oder Materialkontaminationen. Gleichzeitig entstehen praktisch keine Verunreinigungen oder Abgase.
Geschwindigkeit Der Laserschweißprozess ist schnell und lässt sich gut automatisieren.

Der einfachste Weg zur Integration des Kunststoffschweißens

Der CoherentExactWeld IP-Laser ist die einfachste Möglichkeit, das Kunststoffschweißen in eine Fertigungslinie zu integrieren. Warum ist die Integration des ExactWeld IP-Systems so einfach? Vor allem deshalb, weil es alles enthält, was Sie für den gesamten Schweißprozess benötigen – eine leistungsstarke Diodenlaserquelle, ein Galvanometersystem zur Laserstrahlverteilung, eine präzise Mechanik zur Werkstückbefestigung sowie die gesamte zugehörige Steuerelektronik und Software-Schnittstelle. Sie müssen sich lediglich um die Einbindung der Coherent ExactWeld IP-Technologie in Ihre Fertigung kümmern. Und das ist ganz einfach, denn das System ist auch mit Adaptern für Bandförderer, Drehtische oder die Teilezuführung mittels Roboterarm erhältlich.

Die Stärke liegt auf Ihrer Seite

Sobald das ExactWeld IP-Gerät einmal in Betrieb genommen ist, erzeugt es perfekte Schweißnähte. Dies verdankt sie dem Spannsystem, das einen enormen Bereich an Spannkräften (100 N – 4500 N) bietet, sowie der automatischen Messung der Verformungshöhe des Werkstücks und der Spannsteuerung im geschlossenen Regelkreis. Das bedeutet gleichbleibende und hochwertige Schweißnähte, selbst wenn Abweichungen zwischen den einzelnen Bauteilen oder andere Prozessschwankungen auftreten.

Darüber hinaus stehen zahlreiche weitere Optionen zur Verfügung, die zur Sicherung der Schweißnahtqualität beitragen. Dazu gehören die Wärmebildkontrolle zur automatischen Erkennung von Schweißfehlern, ein integriertes Bildverarbeitungssystem zur Teileerkennung oder Verschiebungskorrektur sowie ein Modul zur automatischen Kalibrierung der Laserleistung, um die Stabilität und Konsistenz des gesamten Prozesses zu erhöhen.

Das ExactWeld IP-System verlangsamt Ihre Produktionslinie auch bei einem Produktionswechsel nicht. Die Vorrichtungen für die Bearbeitung verschiedener Teile können Sie ganz einfach austauschen, indem Sie die neue Vorrichtung direkt in den Teilemagazin – beispielsweise auf das Förderband – legen. Das ExactWeld IP-System nimmt diese auf, installiert sie, liest das RFID-Etikett auf der Vorrichtung aus und passt anschließend sofort automatisch die Prozessformel, die mechanischen Versätze oder andere produktspezifische Konfigurationen an.

Wie sieht es mit größeren Fertigungslinien aus?

Wenn Ihre Produktion eine wirklich komplexe Fertigungslinie erfordert, sind die Coherent Compact-Diodenlaser die Lösung. Dabei handelt es sich um eine umfassende Reihe luft- oder wassergekühlter Laser mit Leistungen von 50 bis 1200 W, die für die Integration in Fertigungslinien ausgelegt sind. Die Laser können mit einem festen oder einem abtastenden Prozesskopf ergänzt werden; als optionales Zubehör sind ein integriertes Pyrometer mit einer leistungsstarken Steuereinheit, die die Temperatur des Schweißprozesses im geschlossenen Regelkreis regelt, oder Kamerasysteme zur Teileerkennung und Qualitätskontrolle der Schweißnähte erhältlich.

Unübertroffener Support

Die Einführung des Laserschweißens in Ihre Fertigung erfordert jedoch mehr als nur hochwertige Hardware. In der Regel umfasst dies die Prozessentwicklung, die Optimierung von Prozessrezepten und die Konstruktion eigener Vorrichtungen, um einen kontrollierten und homogenen Anpressdruck über den gesamten Schweißbereich hinweg zu gewährleisten. Coherent ist Ihr Partner in all diesen Bereichen. Unsere Anwendungslabore und unser qualifiziertes Personal begleiten Sie von der Machbarkeitsanalyse über die Prozess- und Werkzeugentwicklung bis hin zur Installation der Anlagen und der Schulung des Bedienpersonals. Wir stehen Ihnen bei jedem Schritt zur Seite.