Lasertechnik
Licht verbindet Kunststoffteile

Nicht nur in der Autoindustrie werden Kunststoffe per Laser geschweißt, auch andere Branchen nutzen die Technik jetzt. Denn Anlagen sind mittlerweile so günstig und flexibel, dass sich die Anschaffung selbst für kleine Stückzahlen lohnen kann.

BERLIN. Hörgeräte waren frühe klotzige, fleischfarbene Ohrgehänge. Heute sind es filigrane Kunststoff-Gebilde, voll gestopft mit kostbarer Elektronik. Geht man hier mit normalen Schweißgeräten zu Werke, ist unendliches Fingerspitzengefühl gefragt, damit empfindliche Teile wie die Membran nicht zu heiß werden. Laser dagegen verschweißen die Teile, ohne Schaden anzurichten.

Kein Wunder, dass das Laserschweißen auch bei Kunststoffen immer beliebter wird. "Als relativ junges Verfahren bietet es noch enormes Entwicklungspotenzial", sagt Frank Brunnecker, Bereichsleiter des Geschäftsbereichs Kunststoffschweißen der LPKF Laser & Electronics AG aus Erlangen. Das 350-Mann-Unternehmen rechnet allein in den kommenden Jahren mit einem durchschnittlichen Wachstum von mehr als 40 Prozent in diesem Geschäftsfeld. In den vergangenen drei Jahren hatte LPKF stets zweistellige Steigerungsraten erzielt, 2006 war das Geschäft sogar um 120 Prozent gewachsen, berichtet Brunnecker.

Dazu trägt auch bei, dass Laseranlagen beständig günstiger werden. "Viele Vorurteile hinsichtlich des Preises haben faktisch keinen Bestand mehr. Die Anlagenpreise sind nicht mehr so deutlich von den Verfahrensalternativen entfernt", sagt der Experte. Waren es zunächst nur einige Standardanwendungen im Automobilbau, bei denen Laser Kunststoffe schweißten - etwa bei Sensorgehäusen, eröffnen sich nun neue Anwendungsgebiete, allen voran in der Medizintechnik. Das gebündelte Licht ist einfach schonender.

Sogar große Bauteile wie Auto-Rückleuchten können inzwischen mit der Technik hergestellt werden. Dafür hat LPKF zusammen mit dem Bayerischen Laserzentrum ein neues patentiertes Verfahren entwickelt, die Hybridschweißtechnik. Bei ihr wird das Laserlicht mit einer zweiten Strahlungsquelle gekoppelt. So lassen sich komplette Kunststoffmöbel oder Autostoßfänger fertigen.

Das Grundprinzip des Kunststoff-Laserschweißens ist recht einfach: Von einem Halbleiter- oder Festkörperlaser ausgesandt, trifft der Strahl zunächst auf ein Bauteil, das für die Wellenlänge im Infrarot-Bereich durchsichtig ist. Danach trifft der Laserstrahl auf das zweite Bauteil des gleichen Materials, das aber so eingefärbt ist, dass es infrarote Strahlung absorbiert. Dieses zweite Material nimmt an der Kontaktstelle soviel Energie auf, dass beide Komponenten dort schmelzen. Beim Abkühlen erstarrt das Material zu einem Polymergefüge, das beide Bauteile dicht verbindet.

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