NL_2020-05 Medizintechnik - Evosys Laser

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Laser Kunststoffschweißen

Schweißen ungefärbter Kunststoffe mit dem Laser

Lasergeschweißte nadellose Spritze
Lasergeschweißte nadellose Spritze

Beim Laserschweißen von Kunststoffen durchdringt der Laserstrahl das obere, transmissive Bauteil und wird im unteren Bauteil absorbiert. Damit die Laserenergie im unteren Fügepartner aufgenommen werden kann, wird hier in der Regel ein Zusatzstoff (z.B. Ruß) eincompoundiert um diesen mit absorbierenden Eigenschaften auszustatten. Dies ermöglicht beim Schweißvorgang im unteren Fügepartner einen Wärmeeintrag und damit die erforderliche Prozesswärme, die benötigt wird, um die Schweißnaht zwischen beiden Fügeteilen herzustellen. Üblicherweise verwendet man hierzu einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Bereich von 800 bis 1100 nm. Als Material kommen thermoplastische Kunststoffe zum Einsatz.

Doch ist das Laserschweißen von Kunststoffen auch mit ungefärbtem Material möglich? Vor allem bei Anwendungen in der Medizintechnik führt eine Rußbeigabe zu einem optisch unerwünschten Farbeindruck und ist aus hygienischen Gründen nicht denkbar. Zudem führt das Beigeben von Zusatzstoffen bei der medizinischen Zulassung und im vorgelagerten Spritzgießprozess zu höheren Kosten, speziell bei hohen Stückzahlen.

Auch hier zeigt der Laser wieder seine Stärken im Vergleich zu anderen Fügeverfahren! Die Lösung ist die Verwendung eines Laserstrahls mit einer speziellen Wellenlänge, und zwar im Bereich von 1500 – 2000 nm (1,5 bis 2,2 µm). Mit dem sog. 2µm-Verfahren können zwei Werkstücke ohne zusätzlichen Absorber gefügt werden. Das klar-klar Schweißen nutzt die Eigenschaft mancher Thermoplaste aus, im ungefärbten Naturzustand Wellenlängen über 1500 nm stärker zu absorbieren. Der Wärmeeintrag des Lasers erfolgt hier im Unterschied zum herkömmlichen Durchstrahlverfahren in das komplette Volumen, welches be- und durchstrahlt wird. Auch wird eine andere Strahlformung genutzt. Die beiden Fügepartner plastifizieren in der Fügezone und bilden eine sichere und optisch ansprechende Schweißnaht aus.

Für das 2µm-Schweißen kommen grundsätzlich alle thermoplastischen Kunststoffe in Frage wie PA, PP, PC, COC, PMMA, MABS und PS. Evosys Laser hat viele dieser Materialien bereits erfolgreich getestet und verfügt über zahlreiche Erfahrungen bei der Anwendung dieses Verfahrens. Auch was die Systemtechnik betrifft, kann EVOSYS passende Automatisierungslösungen und Integrationsmodule anbieten.
Aktuelle Anwendungen und Entwicklungen zeigen, dass das 2µ-Verfahren in vielen Fällen nicht nur eine saubere sondern auch wirtschaftliche Alternative zu anderen Fügeverfahren ist. Eine detaillierte Prozessbeschreibung sowie weitere Angaben finden Sie hier.

Sie haben eine besondere Anwendung, die für das klar-klar Schweißen in Frage kommt? Sprechen Sie unsere Spezialisten an unter Tel. +49 9131 - 81497 – 29 (Hr. Holger Aldebert) oder per E-Mail an sales@evosys-laser.com.

Unterschied zwischen konventionellem und 2µm-Schweißen