Laserdurchstrahlschweißen von transparenten Kunststoffen

Das lasergestützte Schweißen zeichnet sich gegenüber klassischen Verbindungsverfahren durch eine berührungslose Arbeitsweise aus. Bei diesem Verfahren wird entweder ein laserstrahlabsorbierender Kunststoff mit einem transparenten verbunden, oder eine Absorberschicht zwischen transparenten Kunststoffen genutzt. Die Zwischenschichten sind jedoch meist sehr dick (mind. 1 µm) und führen zur Deformation der Mikrostrukturen oder zu Rissbildungen. Um das lasergestützte Schweißen auch für Anwendungen in der Mikrosystemtechnik zu nutzen, wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem mit Hilfe einer nur wenige Nanometer dünnen Absorberschicht benachbarte Mikrobauteile miteinander verbunden werden ohne aufwändige Probenpositionierung und Beinträchtigung der Strukturqualität.

Das Verfahren erlaubt auch mehrere übereinander liegende Bauteile aus nahezu jedem Kunststoff im Stapel zu verbinden. Die Absorberschichten können lokal aufgebracht oder hochpräzise strukturiert werden, um ggf. sensible Bereiche z. B. aus Gründen der Sensorik oder Biokompatibilität zu schützen.

Durch Kombination von Laserstrahlschneiden und Laserstrahlschweißen ist ein Rapid Manufacturing funktionsfähiger Bauteile im Minutentakt möglich.

Dr. Barbara Schmuker
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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