Um die Materialentwicklung fürs Laserdurchstrahlschweißen zu unterstützen, hat LANXESS jetzt die Ausrüstung in seinem Kunststoff-Technikum um eine hochmoderne Laserschweißanlage von der PolyMerge GmbH erweitert.
In modernen Automobilen gibt es immer mehr Fahrerassistenz-Systeme. Dieser Trend lässt den Bedarf an Kunststoffgehäusen für elektronische Bauteile und Komponenten wie etwa Sensoren, Antennen oder Steuergeräte stark wachsen. Als Fügeverfahren bei der Produktion der Gehäuse etabliert sich das Laserdurchstrahlschweißen. LANXESS erweitert deshalb sein Technikum in Dormagen um eine Laserschweißanlage mit umfangreicher Ausstattung und modernster Technologie von der PolyMerge GmbH, einem Anbieter von innovativen Schweißanlagen für Kunststoffe aus Geretsried.
„Wir wollen mit der flexibel einsetzbaren Maschine neue Materialien für das Laserschweißen entwickeln und schneller serientauglich machen. Ebenso können wir das Produktionsumfeld unserer Kunden nachstellen und dadurch schneller und gezielter bei Problemen helfen“, erklärt Frank Krause, Experte für Kunststoff-Fügeverfahren im Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM) von LANXESS.
Fertigungsverfahren ist wirtschaftlich und schont Elektronikbauteile
Beim Laserdurchstrahlschweißen wird ein Laserstrahl durch eine lasertransparente Bauteilkomponente geschickt, der dann von einer darunter liegenden zweiten, oft schwarz pigmentierten Bauteilkomponente absorbiert wird. Die Energie des Strahls bringt die Oberfläche der zweiten Komponente gezielt zum Schmelzen. Durch die dabei entstehende Wärme plastifiziert auch die Oberfläche der ersten Komponente. Die Schmelzen beider Fügepartner vermischen sich unter Druck, und es entsteht eine stoffschlüssige Schweißnaht. Meist wird mit dem Verfahren ein Deckel auf ein Gehäuse geschweißt. Es hat gegenüber gängigen Fügetechniken wie dem Vibrations- oder Ultraschallschweißen den Vorteil, dass es die elektronischen Komponenten im Gehäuse thermisch oder mechanisch kaum belastet.
„Zudem ermöglicht es die wirtschaftliche und schonende Großserienfertigung sehr kleiner Komponenten mit komplexer Geometrie und wird daher dem Trend zu miniaturisierten elektrischen und elektronischen Funktionen gerecht“, so Krause.
Die neue Anlage arbeitet mit einem Ytterbium-Faserlaser in einem Wellenlängenbereich von 1080 Nanometern bei einer Leistung von 300 Watt.
HiAnt – Unterstützung rund um das Kunststoffschweißen
LANXESS hat bereits Probekörper entwickelt, mit denen sich typische Randbedingungen beim Laserdurchstrahlschweißen von kleinen und großen Elektronikgehäusen abbilden lassen – so etwa bei der Festlegung der Nahtgeometrie und der Durchstrahldicke der transluzenten Komponente.
„Mit diesen Probekörpern können wir Kunden bei vielen Fragestellungen direkt helfen. Wir unterstützen sie aber auch mit anderen Leistungen, die für das Laserschweißen relevant sind – wie zum Beispiel mit einer simulativen Verzugsoptimierung, die den Fügeprozess stabiler und sicherer macht“, erläutert Krause.
Darüber hinaus ist das Kunststoff-Technikum in Dormagen auch mit Maschinen zum Ultraschall-, Infrarot- und Vibrationsschweißen ausgestattet. Alle Serviceleistungen sind unter der Marke HiAnt gebündelt und erstrecken sich über die komplette Bauteilentwicklung vom Design, über die Bauteilauslegung bis hin zu Fertigteilprüfungen nach Kundennorm – wie beispielsweise Medienalterungs- und diverse mechanische Tests.
Nähere Informationen zu den von LANXESS für das Laserdurchstrahlschweißen entwickelten Polyamid- und Polybutylenterephthalat-Compounds und zum Verfahren selbst bietet die englischsprachige Broschüre „Durethan LT and Pocan LT – Engineering plastics for laser transmission welding“. Sie kann unter www.hiant.lanxess.de über die Menüpunkte „Bibiliothek“ – „Broschüren“ heruntergeladen werden (Registrierung erforderlich).