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Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen

1980
Laserdurchstrahlschweißverfahren von thermoplastischen Bauteilen in der Kunststofftechnik.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Laser transmission welding joins two overlapping thermoplastic parts by passing a laser beam through a laser-transmissive upper part to a laser-absorbent lower part. The absorbed laser energy heats and melts the interface. Clamping Druck Die geschmolzenen Schichten verschmelzen, und beim Abkühlen entsteht eine feste, saubere Schweißnaht. Dieses Verfahren ist präzise, ​​berührungslos und erzeugt minimale Wärmeeinwirkung. Stress oder partikulärer Verunreinigung. Vor der Einstellung der Laserparameter ist ein Schnelltest zur Kunststoffidentifizierung ratsam, da die Absorption vom Polymer abhängt.

This technique relies on the different optical properties of the two plastics being joined. The upper layer must be transparent or translucent to the specific laser wavelength (e.g., near-infrared from a diode or Nd:YAG laser), while the lower layer must contain an absorbent additive, often carbon black or specialized dyes, to convert light energy into heat. The process is highly controllable, allowing for precise weld paths defined by the laser’s movement via robotics or scanner optics. The clamping force is critical to ensure good thermal contact and to forge the weld as the interface melts. This method produces aesthetically pleasing welds with no flash or particulate generation, making it ideal for medical and electronic applications where cleanliness is paramount.

Es gibt verschiedene Varianten, wie Konturschweißen (Pfadverfolgung), Quasi-Simultanschweißen (mehrmaliges schnelles Scannen des Pfads) und Simultanschweißen (mit mehreren Strahlen oder Masken), die einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Flexibilität und Gerätekosten bieten. Der Erfolg der Schweißung hängt von der Materialverträglichkeit, der Konzentration des absorbierenden Zusatzstoffs, der Laserleistung, der Schweißgeschwindigkeit und dem Klemmdruck ab.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Polymer-Technologie

Typ

Physikalischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Erfindung des Lasers durch Theodore Maiman im Jahr 1960
  • Verständnis der optischen Eigenschaften von Polymeren (Transmission, Absorption, Streuung)
  • Entwicklung industrieller Dioden- und Nd:YAG-Laser
  • Fortschritte in der Computertechnik numerische Steuerung (CNC) für präzise Bewegungssteuerung

Anwendungen

  • Medizinprodukte (Mikrofluidik Chips, Katheter)
  • Automobilsensoren und Elektronikgehäuse
  • Unterhaltungselektronik (Abdichten von Gerätegehäusen)
  • hermetische Versiegelung von Verpackungen
  • Fügen von empfindlichen oder komplex geformten Bauteilen

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Entwicklung des Clear-on-Clear-Laserschweißens unter Verwendung spezieller Absorber, die im sichtbaren Spektrum transparent sind
  • Globularschweißen zur Erstellung von 3D-Schweißnähten an komplexen Geometrien
  • Integration von Galvo-Scannern für schnelle, programmierbare Schweißpfade
  • Inline-Prozessüberwachung mittels Pyrometern oder Kameras zur Sicherstellung der Schweißqualität
  • Laserschweißen von faserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen
  • Verwendung abstimmbarer Laser zur Anpassung der Absorptionsspitzen bestimmter Polymere ohne Zusatzstoffe
  • Hybrides Laser-Ultraschallschweißen für verbesserte Energieabgabe
  • Erzeugung eingebetteter Leiterbahnen durch Laserschweißen von Kunststoffen mit leitfähigen Additiven
  • Laserschweißen zum Versiegeln flexibler Batterietaschen
  • Durchstrahlschweißen von Mehrschichtfolien für moderne Verpackungen
Verwandte Themen: Laserschweißen, Kunststoffschweißen, Laserdurchstrahlschweißen, Thermoplaste, Polymerverbindungen, Diodenlaser, Nd:YAG, Klarsichtschweißen, hermetische Abdichtung, Mikrofluidik.

Historischer Kontext

Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen

1978
1980
1980
1980
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1975-06-01
1980
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1980
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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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