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14.07.2008

Hybrid-Laserschweißen von PP und PC

Prinzip Laserdurchstrahlschweißen (© Wikipedia/MathiasW82/ cc-by-sa )

Beim Hybrid-Laser-Schweißen von Kunststoffen werden sowohl Laserstrahlen als auch Heizstrahler als Energiequelle für den Schweißprozess genutzt. Durch die Heizstrahler ist der obere Fügepartner bereits vorgewärmt, wenn beide Fügepartner vom Laser bestrahlt werden. In der Folge ist ein niedriger Wärmefluss notwendig, um den Werkstoff aufzuschmelzen und eine Schweißnaht auszubilden. Außerdem verliert der transparente Fügepartner an Steifigkeit und kann dadurch besser an Formabweichungen des Unterteils angepasst werden.

Die Prozessgeschwindigkeiten liegen beim Hybrid-Laserstrahlschweißen etwa fünfmal höher als bei konventionellen Laserstrahlschweißverfahren. Das Verfahren wurde vom Geschäftsbereich Kunststoffschweißen der LPKF Laser & Electronics AG, Erlangen, in Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Laserzentrum Erlangen entwickelt. Bei der Fertigung von Kfz-Heckleuchten ist das Hybrid-Laserschweißen mittlerweile ein anerkanntes Fügeverfahren. Im Bereich der Frontleuchten konnte es bislang allerdings nicht eingesetzt werden, denn die Materialpaarung aus PP-Gehäuse und PC-Deckscheibe lässt sich aufgrund der chemischen Inkompatibilität nicht miteinander verschweißen. Aus diesem Grund mussten bislang die Abdeckscheiben von Frontscheinwerfern mit speziellen Klebesystemen am Scheinwerfergehäuse befestigt werden. Das Kleben erfordert lange Zykluszeiten und die Klebestellen erweisen sich in der Praxis häufig als Schwachstelle des Frontscheinwerfer-Systems.

Daher hat die A. Schulman GmbH, Kerpen, mit Polyfort LH 400 ein haftungsmodifiziertes PP entwickelt, das auf verschiedenen Polyestern haftet. Gehäuse aus diesem Material können nun im Hybrid-Laser-Schweißverfahrens mit den Abdeckscheiben aus PC verbunden werden. Die Schweißnähte weisen eine hohe optische Güte auf. Auf die bis heute erforderlichen aufwendigen Klebeverbindungen kann nun verzichtet werden. Polyfort LH 400 haftet ebenfalls an Polymethylmethacrylat und kann daher auch für Heckleuchten oder als Gehäusewerkstoff im Haushaltsbereich eingesetzt werden.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

LPKF Laser & Electronics AG
Osteriede 7
DE 30827 Garbsen
Tel: +49 5131 7095-0
Fax: +49 5131 7095-90


A. Schulman GmbH
Hüttenstrasse 211
DE 50170 Kerpen
Tel: +49 2273 561-0
Fax: +49 2273 561-350


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