Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Infrarot-Abstandsregelsystem für Automobile: Laserschweißen - empfindliche Kunststoffteile schonend verbinden

05.11.2003

Das Laserschweißen erweist sich immer mehr als das Fügeverfahren der Wahl, um Kunststoffkomponenten empfindlicher optischer, elektronischer oder elektrischer Geräte zu verbinden. Das zeigt das Beispiel eines Infrarot(IR)-Abstandsregelsystems. Es wurde von der in Lindau am Bodensee ansässigen A.D.C. GmbH, die zu Continental Temic gehört, für Automobile entwickelt. Die Herausforderung bestand darin, das Gehäuse, den Deckel und den vollständig montierten Aggregateträger des schwarz eingefärbten Bauteils so miteinander zu verbinden, dass die empfindlichen Messkomponenten auf dem Träger keinen Schaden nehmen. Daher schieden das Vibrationsschweißen wegen der starken Schwingungsbelastungen und das Heizelementschweißen wegen der hohen Temperaturen von vornherein aus. Auch eine Verklebung der Teile kam nicht in Frage, denn das Risiko, dass sich auf Dauer flüchtige Komponenten des Klebstoffs auf den optischen Linsensystemen niederschlagen, war zu groß.

"Als schonendste Fügemethode bot sich das Laserschweißen an, das zudem noch den Vorteil hat, ein völlig fusselfreies Bauteil zu liefern", erklärt Frank Krause, Experte für das Kunststoffschweißen bei Bayer Polymers. Fussel könnten zum Beispiel die Bewegungsmechanik des IR-Lasers, mit dem der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt wird, in seiner Funktion beeinträchtigen.

Bei der Materialwahl für den Aggregateträger und das Gehäuse mit Steckeranschluss entschieden sich die Konstrukteure für Pocan® KU 1-7625. Den Ausschlag gab die Schweißverträglichkeit des PC/PBT-Blends mit dem Polycarbonat Makrolon®, aus dem der Deckel der Baugruppe gefertigt wird. Im Falle des Gehäuses spielte zusätzlich die hohe Oberflächenqualität, die sich mit Pocan® erzielen lässt, eine wichtige Rolle. Beim Aggregateträger erwies sich außerdem die geringe Verzugsneigung des Materials als Vorteil. Denn das auf dem Träger montierte optische Linsensystem, der Laser und die Bewegungskinematik dürfen nicht durch Verzug dejustiert werden. Beim schwarzen Deckel des Abstandsregelsystems kam es vor allem auf eine sehr hohe Transparenz für den IR-Laserstrahl an, um eine exakte Abstandsmessung sicherzustellen. Er wird deshalb aus einer speziellen Einstellung von Makrolon® gefertigt, die im sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheint, aber für IR-Licht durchlässig ist.

Das Laserschweißen des Bauteils vollzieht sich in zwei Schritten. Zunächst wird der lasertransparente Gerätedeckel mit dem komplett montierten Aggregateträger geschweißt. Letzterer stellt die laserabsorbierende Komponente dar, sorgt also dafür, dass das Laserlicht in Wärme umgewandelt wird und in der Fügezone eine Schmelzeschicht entsteht. Anschließend wird der Deckel mit Aggregateträger in das ebenfalls laser-absorbierende Gehäuse gesetzt und mit diesem verschweißt.

Das Resultat sind hochpräzise, dichte und vor allem belastbare Schweißnähte. "Eine konstruktive Herausforderung war hierbei besonders die Schweißnaht zwischen Gehäuse und Deckel, der mit dem Aggregateträger eine hohe mechanische Last trägt", erläutert Krause. Das Abstandsregelsystem bestand alle gängigen Normtests, die für Bauteile im Frontbereich von Fahrzeugen vorgesehen sind - zum Beispiel die Tauchprüfung in Wasser, den Kugelaufpralltest oder die Vibrationsprüfung im Frequenzbereich von 20 bis 2500 Hertz.

| BayNews
Weitere Informationen:
http://www.bayer.de

Weitere Berichte zu: Aggregateträger Bauteil Deckel Gehäuse Laserschweißen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie
11.12.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Bioverfahrenstechnik - Mit Kugeln optimal messen
01.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit