Dieses Schweißsystem ist ideal für die Integration in 24/7-Fertigunslininen. (Bild: LPKF)

Dieses Schweißsystem ist ideal für die Integration in 24/7-Fertigunslininen. (Bild: LPKF)

Die Ingenieure der damaligen Laserquipment AG, einem Spin-Off des Bayerischen Laser Zentrums in Nürnberg-Erlangen, haben für das Laser-Kunststoffschweißen Pionierarbeit geleistet. Sie entwickelten und produzierten – damals ebenso wie heute bei LPKF – Lasersysteme zum Fügen von Spritzguss-Bauteilen. Auch Produktionsdienstleistungen für das Laser-Kunststoffschweißen sind seitdem ein Betätigungsfeld. Was zunächst im Markt eher zögerlich angenommen wurde, nämlich laserverschweißte Kunststoffe, findet sich heute in breiter Anwendung in der Medizintechnik, im Bereich Consumer Electronics – und in jedem neueren Auto. Denn kompakte und leichte, aber stabile Steuergeräte, wie etwa Parksensoren, möchte niemand mehr missen.

 

Die Technologie

Prinzip des Laser-Kunststoffschweißens: Zwei Bauteile werden mittels Laserstrahl und leichtem Anpressdruck zusammengeschweißt. (Bild: LPKF)

Prinzip des Laser-Kunststoffschweißens: Zwei Bauteile werden mittels Laserstrahl und leichtem Anpressdruck zusammengeschweißt. (Bild: LPKF)

Beim Laser-Durchstrahlschweißen werden zwei Bauteilkomponenten zusammengefügt. Sie unterscheiden sich leicht in ihren Materialeigenschaften: Eines der Bauteile ist transparent für die eingesetzte Laserwellenlänge, das andere absorbiert die Laserenergie. Die beim Prozess im absorbierenden Bauteil lokal entstehende Wärme überträgt sich durch leichten mechanischen Druck auf das zweite Bauteil, wodurch beide an der Schweißnaht aufschmelzen und eine sichere Verbindung mit der gleichen Festigkeit wie das Grundmaterial entsteht. Viele verschiedene Kunststoffe mit unterschiedlichsten Geometrien lassen sich auf diese Art zusammenschweißen.

In den Anfängen des Unternehmens standen kleinere Schweißköpfe zur Linienintegration in der Automobilindustrie im Vordergrund der Entwicklungen. Es kamen Komplett-Systeme für den Stand-alone-Betrieb dazu. Verschiedene Schweißverfahren setzten sich für unterschiedliche Anwendungsfelder durch. Zylindrische Körper werden beispielsweise mit Radialschweißsystemen gefügt, während große 3D-Bauteile mit einer speziellen und patentierten LPKF-Methode geschweißt werden. Hybridschweißen nennt LPKF ein Verfahren unter dem Einsatz mehrachsiger Roboter, das schnelle und flexible Prozesse ermöglicht. Mit den Systemen des Fürther Unternehmens ist darüber hinaus sogar das Laserschweißen transparenter Kunststoffe realisierbar.

Die Aussichten

Auch große Kunststoff-Bauteile beispielsweise im oder am Auto lassen sich mit Lasertechnologie schweißen. (Bild: LPKF)

Auch große Kunststoff-Bauteile beispielsweise im oder am Auto lassen sich mit Lasertechnologie schweißen. (Bild: LPKF)

Mit den im Laufe der Jahre entwickelten und optimierten Systeme lassen sich unterschiedlichste Bauteile – große und kleine, mit breiten oder schmalen Schweißnahtstellen, einfachen oder komplexen Geometrien – sehr gut fügen. Heute ist eine weitgehende Automatisierung der Lasermaschinen ebenso selbstver-ständlich wie die einfach zu bedienende Hard- und Software, die eine Nachverfolgbarkeit der einzelnen Produktionsschritte ermöglichen. Damit entsprechen die geschweißten Produkte auch strengsten Auflagen in der Automotive-Branche oder in der Medizintechnik.

Simon Reiser ist Managing Director von LPKF WeldingQuipment. (Bild: LPKF)

Simon Reiser ist Managing Director von LPKF WeldingQuipment. (Bild: LPKF)

Simon Reiser, seit 2019 als Managing Director an Bord, blickt mit Stolz auf die Leistungen seiner Mitarbeiter. „Inzwischen sind weltweit auf allen Kontinenten über 1.200 LPKF-Systeme zum Laserkunststoffschweißen im Einsatz; mehr als 3.000 verschiedene Prozesse werden mit diesen Anlagen ausgeführt. Im Automotive-Bereich hat nahezu jeder OEM-Anbieter LPKF-Systeme im Einsatz.“
Auch für die Zukunft sieht er viele Möglichkeiten. „Der noch immer wachsende Kunststoffmarkt verändert sich und sucht weiterhin nach Lösungen, beispielsweise für die Weiterbearbeitung recycelter Kunststoffe oder neuer Materialien. LPKF arbeitet auch hierfür an innovativen Lösungen, damit die Vorzüge der Lasertechnik – Sauberkeit, Fügen ohne Chemie oder Spanentwicklung – gegenüber anderen Fügetechnologien weiterhin in möglichst vielen Einsatzgebieten genutzt werden können.“