Heutzutage wird das Laserdurchstrahlschweißen mit seinen
verschiedenen Konzepten vielseitig eingesetzt. Schweißnähte
unterschiedlicher Breite und Kontur sind sowohl im 2-D als auch im 3-D
Bereich möglich. Durch das von Leister Process Technologies
entwickelte und patentierte Globo-Schweissen können
dreidimensionale, frei geformte Bauteilgeometrien ohne zusätzliche
Spannvorrichtung gefügt werden.
Dieses Schweißkonzept basiert auf einer luftgelagerten Glaskugel,
die gleichzeitig als Andruckwerkzeug und optisches Element dient. Somit
wird nur dort der notwendige Fügedruck appliziert, wo auch die
Laserenergie wirkt. Das Globo-Schweissen wird auch bei großen und
endlosen 2-D Bauteilen angewendet. Im Besonderen ist dieses Konzept
für das Fügen flexibler Bauteile geeignet und wird bei
Materialien wie Folien, Vliesen und thermoplastischen Elastomeren (TPE)
eingesetzt. Es können Endlosanwendungen ebenso bearbeitet werden
wie individuelle Fügegeometrien. Die Schweissnahtgeometrie kann
von Bauteil zu Bauteil flexibel angepasst werden, was auch eine
chaotische Fertigung erlaubt.
Das Grundkonzept des Laserdurchstrahlschweißens beruht auf
unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Fügepartner. Einer
muss für die Strahlung transparent sein, während der andere
die Laserstrahlung absorbiert. Beim Fügen von Folien wird nun das
Anwendungsgebiet auf das Schweissen zweier identischer (oder
verträglicher), transparenter Folien erweitert. Die Folien liegen
im Fügebereich auf einem zusätzlichen, absorbierenden
Werkstoff auf. Dieser Werkstoff weisst eine höhere
Schmelztemperatur als die zu schweissenden Folien auf, so dass er sich
nicht mit den Folien verbindet. Die Laserstrahlung durchdringt beide
transparenten Folien und wird im darunter liegenden Werkstoff
absorbiert und in Wärme umgewandelt. Über Wärmeleitung
werden die Folien nun ebenfalls aufgeheizt, so dass sie Schmelze bilden
und verschweissen. Der erforderliche Fügedruck wird mittels der
Globo-Optik aufgebracht.
Laserstrahlschweissen mit Globo-Kopf nach dem WärmeleitungsprinzipBei zweidimensionalen, kleinen Fügenahtgeometrien kann auch eine
konventionelle statische Spannvorrichtung eingesetzt werden.
Laserstrahlschweissen nach dem Wärmeleitungsprinzip mit konventionellem AndruckJe nach Werkstoff und Laserparameter lassen sich Folien bis zu 100
µm Dicke schweissen. In der Praxis wurde das Verfahren
erfolgreich bei PU-Folien für Anwendungen aus der Medizintechnik
sowie an PET? und HDPE-Folien für Anwendungen aus der
Verpackungsindustrie angewendet. Als Absorber-Werkstoff hat sich ein
mit schwarzer PTFE-Folie kaschiertes Glasgewebe bestens bewährt.