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Die Wissensdatenbank mit Begriffen rund um's Thema Kunststoff
In diesem kostenfreien Onlinenachschlagewerk finden Sie zahlreiche Begriffserklärungen zum Werkstoff Kunststoff. Diese sind gerade auch für Quereinsteiger eine kleine Starthilfe in die umfangreiche Welt der Kunststoffverarbeitung.
Laserschweißen
Das Laserschweißen von Kunststoffen ist aktuell das am häufigsten industriell genutzte Fügeverfahren. Hierbei wird ein Teil des zu fügenden Bauteils aus einem lasertransparenten und der andere Teil aus einem laserabsorbierenden Kunststoff gefertigt. „Transparent” und „absorbierend” beziehen sich hierbei auf die Wellenlänge des verwendeten Schweißlasers, die typischerweise zwischen 900 und 1000 Nanometer liegt. Die zu fügenden Bauteilhälften werden zusammengepresst und durch die lasertransparente Bauteilhälfte im Fügebereich mit dem Laser bestrahlt. Der Laserstrahl durchläuft die lasertransparente Bauteilhälfte und trifft auf den laserabsorbierenden Kunststoff. Dort wird er oberflächennah in Wärme umgewandelt. Durch den Wärmeeintrag des Lasers wird der absorbierende Kunststoff in seinen fließfähigen Schmelzezustand überführt. Gleichzeitig findet durch den physikalischen Kontakt eine Wärmeübertragung vom laserabsorbierenden auf den lasertransparenten Kunststoff statt, wodurch dieser leicht verzögert ebenfalls in den Schmelzezustand übergeht. Die Schmelzen beider Bauteilhälften werden aufeinandergepresst und der Laserstrahl weiterbewegt bzw. gestoppt. Beim folgenden Abkühlprozess entstehen molekulare Verschlaufungen der Polymerketten beider Bauteilhälften, die die eigentliche Schweißverbindung darstellen.
Prinzipiell können alle gängigen thermoplastischen Kunststoffe mittels Laserschweißen gefügt werden. Von elementarer Bedeutung sind allerdings die optischen Eigenschaften der verwendeten Kunststoffe. Diese müssen ggf. im Wellenlängenbereich des Schweißlasers durch Additive wie Ruß angepasst werden. Die Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften der Kunststoffe ist die größte Schwäche des Laserdurchstrahlprozesses. Im Gegenzug dazu zeichnet sich der Laserschweißprozess gegenüber anderen Fügeverfahren durch eine präzise, schnelle und energieeffiziente Wärmeeinbringung sowie einen hohen Automatisierungsgrad aus.
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