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Wednesday, September 21, 2022, TZ 1 und TZ 2 9:00 AM Kunststofffügen |
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Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten mit längeren Wellenlängen |
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Andreas Schollmayer* / Rheinische Fachhochschule Köln gGmbH,
LaborLaserTechnik LLT, NRW Sven Thomas / Rheinische Fachhochschule Köln gGmbH / LaborLaserTechnik LLT, NRW Ulrich A. Russek/ Rheinische Fachhochschule Köln gGmbH / LaborLaserTechnik LLT, NRW |
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Thermoplasten werden häufig Zusatzstoffe beigemischt, welche die optischen Eigenschaften des transparenten Fügepartners bei den üblicherweise verwendeten Bestrahlungswellenlängen um 1 µm meist nachteilig beeinflussen, indem sie prozesstechnische Energieverluste zur Folge haben. Die Auswertung spektraler optischer Eigenschaften von industriell relevanten und verschiedenartig additivierten Thermoplasten (PA, PBT, PP, PC, ABS) zeigt, dass ein Wellenlängeneinsatz von 1,5 µm gegenüber 1 µm prozesstechnisch unerwünschte Strahlungsverluste reduzieren und die Strahlungsintensität im Wechselwirkungsbereich erhöhen kann. Dies kann zu einer prozesstechnisch und wirtschaftlich verbesserten oder überhaupt erst möglichen Prozessumsetzung führen. Zusätzlich zur effizienteren Nutzung der längerwelligen Laserstrahlung könnte die Bandbreite laserschweißbarer Additivkombinationen erweitert werden. Zum einen können zusätzliche Material- bzw. Additivkombinationen geschweißt werden, die bislang aufgrund der hohen Reflektion und Streuung im laserstrahltransparenten Fügepartner nicht schweißbar waren. Zum anderen könnte durch die größere Differenz zwischen der Laserstrahlwellenlänge (1,5 µm) und dem visuellen Spektralbereich das farbliche Spektrum der Fügepartner erweitert werden. Im Beitrag wird zum einen der Einfluss eines Wellenlängenwechsel von 1 zu 1,5 µm auf die optischen Eigenschaften in transparenten und absorbierenden Fügepartnern dargestellt und zum zweiten die prozesstechnische und wirtschaftliche Auswirkung anhand experimenteller Untersuchungen an einer ausgewählten Fügepartnerkombination nachgewiesen. |