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Laser
Mit Hilfe eines Lasers können zum Beispiel Sichtfenster
auf Handys geschweißt werden (Fotomontage).
1. Absorption der
Laserstrahlung;
Energieumwandlung
Transmittierender
Fügepartner
Absorbierender
Fügepartner
2. Aufschmelzen des
absorbierenden Fügepartners;
Volumenzunahme
Schmelze
3. Kontakt der Schmelze
mit dem transmittierenden
Fügepartner
4. Kontakterwärmung;
Aufschmelzen des
transmittierenden
Fügepartners
Der Hintergrund: Weiß eingefärbtes Polystyrol lässt nur etwa
25 Prozent der Laserstrahlung transmittieren, was nicht reicht,
um das absorbierende, ebenfalls weiß eingefärbte Teil ausreichend
anzuschmelzen. Die Zusatzstoffe in der Folie zwischen
biert“, erklärt Mattus. Das absorbierende Teil schmilzt in diesem
Bereich auf und nimmt an Volumen zu. „Es kommt deshalb
zum Kontakt der Schmelze mit dem transmittierenden
Teil, das durch die Kontakterwärmung ebenfalls aufgeschmolzen
wird. Nach dem Erkalten entsteht zwischen beiden Bauteilen
eine feste Verbindung.“
den beiden Teilen hingegen bewirken ein vollständiges Aufschmelzen
der Folie, die bei der daraus folgenden Ausbreitung
Ober- und Unterteil berührt und jeweils anschmilzt. „Die
Folie wirkt auf diese Weise wie eine Art Klebeschicht bzw. Lot
zwischen den beiden Fügeteilen.“ Versuche mit anderen
deckenden Farben sind geplant, die ersten Ergebnisse der
Kombination Weiß-Weiß sind vielversprechend, so Mattus.
Manche Kunststoffe haben eine hohe Lasertransparenz, wie
Polystyrol, PMMA oder ABS, andere hingegen, wie Polyamid
oder PBT, absorbieren oder reflektieren einen erheblichen
Anteil der Laserstrahlung.
Farbe beeinflusst
Schweißbarkeit
Und der zuständige Marketingfachmann Dr. Daniel Wagner
ergänzt: „Wenn diese völlig neu entwickelte Technik hält, was
sie verspricht, dann könnte das interessant werden für ganz
neue Anwendungsgebiete, zum Beispiel für weiße Ware und
Haushaltsartikel.“
Für Schwarz-Schwarz-Verbindungen haben sich die BASF-
Entwickler bereits schon vor einiger Zeit etwas einfallen lassen.
„Was die oben genannte Zwischenfolie zum Schmelzen
bringt, bereitet beim Schweißen von zwei schwarzen Teilen
Probleme: Die zum Einfärben verwendeten Zusätze absorbieren
die Laserstrahlung größtenteils“, erläutert Mattus. „Dieses
Problem haben wir aber mit Hilfe einer neuen Einfärbetechnik
ebenfalls in den Griff bekommen, und es gibt auch schon
Kunden, die damit in Serie arbeiten.“
Zusätze in den Kunststoffen beeinflussen die strahlungsoptischen
Eigenschaften. Gedeckt durchgefärbte Kunststoffe
zum Beispiel lassen – je nach Farbe – Laserstrahlung nur zu
einem kleinen Teil passieren und sind deshalb als transmittierendes
Fügeteil problematisch. „Wir haben jetzt als Erste
einen Weg gefunden, weiß eingefärbte Polystyrol-Teile mit
dem Laser zu schweißen“, berichtet Mattus über ein laufendes
Entwicklungsprojekt. „Das funktioniert dann, wenn man
zwischen die zu fügenden Teile eine speziell pigmentierte Folie
legt.“
Informationen zum Laserschweißen
bei Victor Mattus, Tel. +49 621 60-48082
plastics 2 01 17