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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Verbindung von Polymerbauteilen

Laserschweißen löst Klebe- und Heiztechniken von Kunstoff ab

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Aussteller

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Verbindungen von Kunststoffteilen mit höchsten visuellen Ansprüchen werden immer wichtiger, insbesondere in der Medizintechnik. Neben konventionellen Verbindungstechniken, wie Kleben, Vibrations- oder Heizelementschweißen, gewinnt das sogenannte Laserdurchstrahlschweißverfahren an Bedeutung. Das Verfahren basiert auf unterschiedlichen optischen Absorptionseigenschaften der Bauteile. Eines der zu verbindenden Bauteile ist transparent für die vom Laser eingesetzte Wellenlänge, das andere absorbiert die Laserenergie. Die im absorbierenden Bauteil entstehende Wärme überträgt sich durch leichten Druck auf das andere Bauteil. Beide Werkstoffe schmelzen in der Kontaktzone auf, sodass eine Schweißnaht mit hoher Festigkeit entsteht. Dieses bestehende Verfahren ist jedoch nicht auf Mikrostrukturen anwendbar, da die Strukturen und, je nach Anwendungsfall, auch kleine Bauteile durch Deformation oder Rissbildung beeinträchtigt werden können. Das Laserdurchstrahlschweißen wurde am Institut für Angewandte Materialien zu einem mikrosystemtauglichen Verfahren weiterentwickelt, das transparente Werkstoffe aus Kunststoff materialschonend miteinander verbindet, ohne dabei die Mikrostrukturen zu beschädigen. Dabei werden Absorptionsschichten mit Dicken von wenigen Nanometern auf die zu verbindenden Flächen aufgetragen. Mit leichtem Anpressdruck werden die Bauteile zueinander positioniert. Die Absorptionsschicht wird mit einem Laserstrahl an der zu fügenden Stelle beaufschlagt, sodass sich diese erwärmt und die beiden Werkstücke miteinander schlüssig verbindet. Die Ausbreitung der Wärmeeinflusszone beim Schweißprozess lässt sich räumlich begrenzen, sodass Mikrostrukturen erhalten bleiben und Systemfunktionen nicht beeinträchtigt werden. Nahezu jeder Thermoplast kann verwendet werden. Zudem sind Kombinationen unterschiedlicher Polymere und eine Verbindung von dicken und dünnen Polymeren möglich. Der Laserprozess ist zudem abriebfrei und benötigt keine Zusatzstoffe wie Kleber.

Produkt-Website

Halle 2, Stand B16

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(Hauptstand)

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