Kunststoffherstellung im Technikum

Materialherstellung und -prüfung: Blick in das Technikum der Business Unit High Performance Materials in Dormagen. (Bild: Lanxess)

Der Mobilitätswandel ist in vollem Gange. Technologien wie Fahrerassistenz-Systeme sind dabei vermehrt im Kommen, insbesondere bei modernen Automobilen. Dieser Trend lässt den Bedarf an Kunststoffgehäusen für elektronische Bauteile und Komponenten wie etwa Sensoren, Antennen oder Steuergeräte stark wachsen. Als Fügeverfahren bei der Produktion der Gehäuse etabliert sich das Laserdurchstrahlschweißen. Lanxess erweitert deshalb sein Technikum in Dormagen um eine Laserschweißanlage mit umfangreicher Ausstattung und modernster Technologie von Polymerge, einem Anbieter von Schweißanlagen für Kunststoffe aus dem bayerischen Geretsried.

„Wir wollen mit der flexibel einsetzbaren Maschine neue Materialien für das Laserschweißen entwickeln und schneller serientauglich machen. Ebenso können wir das Produktionsumfeld unserer Kunden nachstellen und dadurch schneller und gezielter bei Problemen helfen“, sagt Frank Krause, Experte für Kunststoff-Fügeverfahren im Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM) von Lanxess.

Was sich hinter der Technologie des Laserdurchstrahlschweißens verbirgt

Laserschweißanlage
Neuer Bestandteil des Kunststoff-Technikums in Dormagen: eine hochmoderne Laserschweißanlage von der Polymerge. (Bild: Polymerge)

Beim Laserdurchstrahlschweißen wird ein Laserstrahl durch eine lasertransparente Bauteilkomponente geschickt, der dann von einer darunter liegenden zweiten, oft schwarz pigmentierten Bauteilkomponente absorbiert wird. Die Energie des Strahls bringt die Oberfläche der zweiten Komponente gezielt zum Schmelzen. Durch die dabei entstehende Wärme plastifiziert auch die Oberfläche der ersten Komponente. Die Schmelzen beider Fügepartner vermischen sich unter Druck, und es entsteht eine stoffschlüssige Schweißnaht. Meist wird mit dem Verfahren ein Deckel auf ein Gehäuse geschweißt. Es hat gegenüber gängigen Fügetechniken wie dem Vibrations- oder Ultraschallschweißen den Vorteil, dass es die elektronischen Komponenten im Gehäuse thermisch oder mechanisch kaum belastet.

„Zudem ermöglicht es die wirtschaftliche und schonende Großserienfertigung sehr kleiner Komponenten mit komplexer Geometrie und wird daher dem Trend zu miniaturisierten elektrischen und elektronischen Funktionen gerecht“, erklärt Krause.

Die neue Anlage arbeitet mit einem Ytterbium-Faserlaser in einem Wellenlängenbereich von 1080 Nm bei einer Leistung von 300 W.

Anwender beim Kunststoffschweißen unterstützen

Das Kölner Unternehmen hat bereits Probekörper entwickelt, mit denen sich typische Randbedingungen beim Laserdurchstrahlschweißen von kleinen und großen Elektronikgehäusen abbilden lassen – so etwa bei der Festlegung der Nahtgeometrie und der Durchstrahldicke der transluzenten Komponente. „Mit diesen Probekörpern können wir Kunden bei vielen Fragestellungen direkt helfen. Wir unterstützen sie aber auch mit anderen Leistungen, die für das Laserschweißen relevant sind – wie zum Beispiel mit einer simulativen Verzugsoptimierung, die den Fügeprozess stabiler und sicherer macht“, erläutert Krause.

Darüber hinaus ist das Kunststoff-Technikum in Dormagen auch mit Maschinen zum Ultraschall-, Infrarot- und Vibrationsschweißen ausgestattet. Alle Serviceleistungen sind unter der Marke Hiant gebündelt und erstrecken sich über die komplette Bauteilentwicklung vom Design, über die Bauteilauslegung bis hin zu Fertigteilprüfungen nach Kundennorm – wie beispielsweise Medienalterungs- und diverse mechanische Tests.

Quelle: Lanxess

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