Laserstrahlschweißen mit Faserlasern

Damit verbunden sind auch besondere Anforderungen an die Verbindungstechnik, die möglichst ohne Zusatzwerkstoffe auskommen sollte und keinerlei Werkstoffbeeinflussung und Verschmutzung bewirken darf.

Gegenüber konventionellen Fügeverfahren bietet hier das Laserstrahlschweißen innovative Lösungen mit hohen Schweißgeschwindigkeiten, minimalen Schweißnahtbreiten und Verfahrensvarianten zum Verbinden transparenter Kunststoffe.

Neue Laserstrahlquellen erlauben die Anpassung der Laserstrahlcharakteristik an diese Aufgaben. Hochentwickelte Mikrosysteme mit komplexen Schweißkonturen für medizintechnische und biotechnologische Anwendungen wie z.B. ein neuartiger Mikrofluidik-Chip mit sehr engen Kanälen und Kanalabständen stellen große Herausforderungen an die Fügetechnik. Diese Chips müssen mit einer Deckelfolie versehen werden, wobei die Schweißnahtbreite nur ca. 100µm betragen darf.

Unter diesen Vorraussetzungen bietet das neue Verfahren „TWIST®“ des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT zum Konturschweißen qualitativ hochwertige Schweißnähte bei gleichzeitig hoher Prozessgeschwindigkeit. „TWIST®“ steht für Transmission Welding by Incremental Scanning Technique. Mit dieser innovativen Bestrahlungsmethode auf Basis eines Faserlasers können 100µm breite Schweißnähte mit einer Geschwindigkeit von bis zu 18m/min erzeugt werden.

Eine Materialdegradation durch die hohe Intensität der fokussierten Faserlaserstrahlung wird durch das neue Verfahren vermieden. Für das Schweißen transparenter Kunststoffe können mit den neuen Strahlquellen die Eigenschaften der Laserstrahlung derart an das Absorptionsverhalten der Polymere angepasst werden, dass keine zusätzlichen Absorber eingesetzt werden müssen. So können mit einer verbesserten Bestrahlungsstrategie die Vorteile des Laserdurchstrahlschweißens erhalten bleiben, ohne die Oberflächen der Bauteile zu beeinflussen. Diese Methode lässt sich für transparente und transluzente Polymere einsetzen.

Ansprechpartner im Fraunhofer ILT

Für Fragen stehen Ihnen unsere Experten zu Verfügung:

Dr. Alexander Olowinsky
Leiter der Gruppe Aufbau- und Verbindungstechnik
Abteilung Mikrotechnik
Telefon +49 241 8906-491
alexander.olowinsky@ilt.fraunhofer.de
Dr. Arnold Gillner
Abteilungsleiter Mikrotechnik
Telefon +49 241-8906-148
arnold.gillner@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Telefon +49 241 8906-0
Fax +49 241 8906-121