Laserbasiertes Fügen technischer Textilien am Beispiel - LMB ...
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Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
<strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
<strong>am</strong> <strong>Beispiel</strong> der Airbagfertigung<br />
Michael Hustedt, Johannes Stein<br />
Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419 Hannover<br />
Gemeins<strong>am</strong>e Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> von<br />
Fachtex und Forschungskuratorium Textil e.V., Greiz, 29. April 2008
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Laser Zentrum Hannover e.V.<br />
• gegründet 20. Juni 1986<br />
• ca. 250 Mitarbeiter<br />
• davon 120 wiss. Mitarbeiter<br />
• Umsatz 2006: ca. 12 Mio. €<br />
• Rechtsform:<br />
eingetragener Verein<br />
• Bau: 1991<br />
• Erweiterung: 1997<br />
• Ges<strong>am</strong>tfläche: 5700 m²<br />
• Bruttogeschossfläche: 8900 m²<br />
• Versuchshalle: 1400 m²<br />
• 28 Labore
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Abteilung Werkstoff- und Prozesstechnik<br />
Fügetechnik<br />
• Laserstrahlschweißen und -löten von Stählen,<br />
Leichtmetallen, Nichteisen-Metallen<br />
• <strong>Fügen</strong> von Mischverbindungen<br />
• Einsatz von Hybridverfahren<br />
Oberflächentechnik<br />
• Randschichtmodifikation für den Verschleißschutz<br />
• Reparaturverfahren<br />
• Rapid-Prototyping-Prozesse<br />
Trenntechnik, Sicherheit und Sonderverfahren<br />
• Laserbearbeitung von Polymerwerkstoffen<br />
• handgeführte Laserverfahren<br />
• Lasersicherheitstechnik
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Inhalt<br />
• Einleitung: Motivation, Aufgaben und Vorgehensweise<br />
• Prinzip des Lasertransmissionsschweißens von <strong>Textilien</strong><br />
• Prozesstechnik und experimentelle Durchführung<br />
• Schweißnahtgeometrien<br />
• Ergebnisse:<br />
Laserschweißen ohne und mit Polymer-Zusatzwerkstoff<br />
Erscheinungsbild der Schweißnähte<br />
Nahtfestigkeiten und Rissbilder<br />
Aspekte der Nahtkonstruktion<br />
Aspekte der Qualitätskontrolle<br />
• Zus<strong>am</strong>menfassung und Ausblick
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Motivation und Aufgaben<br />
Schaffung der prozesstechnischen Voraussetzungen<br />
für das Laserschweißen <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
– Projekt L-Tex –<br />
• Erlangung eines grundlegenden Prozessverständnisses<br />
• Untersuchungen zur Steigerung der Nahtfestigkeit<br />
• Entwicklung von Spann- und Anpresstechnik<br />
• Auffindung geeigneter absorbierender polymerer Zusatzwerkstoffe<br />
Grundlagen für die industrielle Umsetzung der Methode<br />
<strong>Beispiel</strong> Airbag
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Fahrerairbag – wesentliche Textil-Komponenten<br />
Laserschneiden<br />
aufgeblasene Airbags (Fahrer-,<br />
Beifahrer- und Seitenairbags)<br />
eingesetztes Polymer:<br />
Poly<strong>am</strong>id 6.6<br />
Unterplatte<br />
Nähprozess<br />
Fangbänder<br />
Oberplatte<br />
Verstärkung
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Lasertransmissionsschweißen von <strong>Textilien</strong><br />
Laserstrahl<br />
Druck<br />
Laserstrahl<br />
Druck<br />
eingefärbter polymerer<br />
Zusatzwerkstoff<br />
Glas<br />
Anfärbung bzw. Beschichtung<br />
der unteren Gewebelage<br />
Glas<br />
Variante<br />
Konturschweißen<br />
Mögliche Geometrien<br />
• Schälnaht, Überlappnaht<br />
• zwei oder mehr Lagen<br />
Vorteile<br />
• präziser Energieeintrag<br />
• die Schmelze kann auf den<br />
Kontaktbereich begrenzt werden<br />
• gutes Erscheinungsbild der Naht<br />
• variable Nahtbreiten<br />
• hohe Flexibilität ( Kontur)<br />
• regelbar ( Laserleistung)<br />
• hohe Reproduzierbarkeit<br />
• große Nahtfestigkeit
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Vorgehensweise<br />
• Schweißexperimente mit PA 6.6 Geweben<br />
• systematische Variation von System- und Prozesspar<strong>am</strong>etern<br />
• Modifikation von Probenpräparation und Nahtgeometrie<br />
• Untersuchung unterschiedlicher polymerer Zusatzwerkstoffe<br />
• Online-Erfassung von Prozessmerkmalen<br />
(Temperatur in der Fügezone, optische Veränderungen)<br />
• pyrometrische Prozessregelung<br />
• Untersuchung der Festigkeit lasergeschweißter Nähte<br />
(5 Proben für jeden Par<strong>am</strong>etersatz zur Bestimmung der Streuung)<br />
• Bestimmung von Schweißnahtmerkmalen im Hinblick auf die<br />
Qualität (Schmelzedurchdringung, Haptik, Elastizität, Rissbild<br />
nach Festigkeitsprüfung, Alterungsbeständigkeit)<br />
wichtigster Punkt: Maximierung der Nahtfestigkeit
Textillagen<br />
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Laserschweißen von Fahrerairbags<br />
Anpresskraft<br />
Basisplatte transparente Platte<br />
Kraft<br />
Schälbelastung<br />
beim Aufblasen<br />
Kraft<br />
Laserbearbeitungskopf<br />
Schweißprozess<br />
Seitenansicht<br />
des Prüflings<br />
geschweißter<br />
Fahrerairbag<br />
Probe für<br />
Festigkeitsprüfung
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Grundlegende Untersuchungen – Prozesstechnik<br />
Spektralpyrometer<br />
für PID-Regelung<br />
PMMA-Halteplatte<br />
dyn<strong>am</strong>ische<br />
Anpressung<br />
Gewebelagen<br />
Strahlformung<br />
Laserstrahlung<br />
Fügedruck<br />
GLOBO-Welding<br />
Glasplatte<br />
Absorber<br />
Lichtwellenleiter<br />
Diodenlaser<br />
940 nm<br />
statische<br />
Anpressung
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Nahtgeometrie: Schäl- oder Überlappnaht<br />
Bestimmung der Nahtfestigkeit in Anlehnung an DIN EN ISO 13935-1<br />
mindestens zu erzielende Nahtfestigkeit: 1000 N/5cm<br />
Schälnaht Überlappnaht<br />
Schälbelastung<br />
Krafteinwirkung in der Naht<br />
entlang einer geraden Linie<br />
für die Realisierung der Überlappnaht:<br />
Scherzugbelastung<br />
flächige Krafteinwirkung,<br />
verteilt über die Nahtbreite<br />
Änderung der Airbag- Konstruktion erforderlich
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Schweißnähte – optisches Erscheinungsbild<br />
ohne polymeren Zusatzwerkstoff mit polymerem Zusatzwerkstoff<br />
Vorderseite<br />
150 °C<br />
75 N/5 cm<br />
190 °C<br />
222 N/5 cm<br />
230 °C<br />
245 N/5 cm<br />
280 °C<br />
231 N/5 cm<br />
Rückseite<br />
Vorderseite<br />
200°C<br />
436 N/5 cm<br />
220°C<br />
466 N/5 cm<br />
240°C<br />
266 N/5 cm<br />
260°C<br />
279 N/5 cm<br />
v f = 5 mm/s, P L geregelt, defokussiert, p F = 13 N/cm 2 (statische Anpressung)<br />
Rückseite
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Rissbilder nach Festigkeitsprüfung<br />
obere Gewebelage<br />
absorbierender<br />
polymerer<br />
Zusatzwerkstoff<br />
untere Gewebelage<br />
15 W<br />
201 N/5 cm<br />
20 W<br />
302 N/5 cm<br />
30 W<br />
245 N/5 cm<br />
• Schälnaht<br />
• absorbierender polymerer Zusatzwerkstoff<br />
• Schweißen mit GlOBO-Welding (dyn<strong>am</strong>isch)<br />
• P L variiert<br />
• v f = 5 mm/s, ∆z = - 4 mm
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Mikroskopische Struktur in der Fügezone<br />
PA 6.6<br />
PA 6.6<br />
Zusatzwerkstoff<br />
500 µm<br />
geschmolzener Zusatzwerkstoff<br />
(Textillagen<br />
haften aneinander),<br />
Faserstruktur fast<br />
vollständig erhalten<br />
maximale Festigkeit<br />
geschmolzener Zusatzwerkstoff<br />
(Mischung im<br />
Randbereich der<br />
Textillagen), Faserstruktur<br />
zum großen Teil erhalten<br />
500 µm 500 µm<br />
Erhöhung der durchschnittlichen Laserleistung<br />
Zusatzwerkstoff<br />
gemischt mit den<br />
Textillagen im Zentrum<br />
der Naht, Faserstruktur<br />
weitgehend zerstört
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Abhängigkeit der Nahtfestigkeit vom<br />
Laserenergieeintrag – Wechselwirkungsbereiche<br />
Oberseite<br />
ohne polymeren<br />
Zusatzwerkstoff<br />
Unterseite<br />
1 cm<br />
Nahtfestigkeit<br />
ohne polymeren Zusatzwerkstoff<br />
Streckenenergie
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Abhängigkeit der Nahtfestigkeit vom<br />
Laserenergieeintrag – Wechselwirkungsbereiche<br />
Oberseite<br />
mit absorbierendem<br />
pol. Zusatzwerkstoff<br />
Unterseite<br />
1 cm<br />
Nahtfestigkeit<br />
mit polymerem Zusatzwerkstoff<br />
ohne polymeren Zusatzwerkstoff<br />
Streckenenergie
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Abhängigkeit der Nahtfestigkeit vom<br />
Laserenergieeintrag – Wechselwirkungsbereiche<br />
keine Anhaftung der<br />
Lagen aneinander<br />
leichte Ablösung der Lagen<br />
schwere Ablösung der Lagen,<br />
Werkstoffdehnung<br />
Abreißen einer Lage<br />
direkt neben der Naht<br />
Nahtzerstörung während<br />
des Laserprozesses<br />
Nahtfestigkeit<br />
keine signifikante<br />
Materialveränderung<br />
schwache Schmelzebildung<br />
<strong>am</strong> Gewebe, keine<br />
Schmelzdurchdringung<br />
mit polymerem Zusatzwerkstoff<br />
stärkere Schmelzebildung<br />
<strong>am</strong> Gewebe, keine oder<br />
beginnende Schmelzdurchdringung<br />
ohne polymeren Zusatzwerkstoff<br />
partielle oder vollständige<br />
Schmelzdurchdringung,<br />
Werkstoffverglasung<br />
Materialzersetzung<br />
Streckenenergie
Schälnaht<br />
Zusatzwerkstoff<br />
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Bislang erzielte Nahtfestigkeiten<br />
Überlappnaht<br />
Prozessbedingungen<br />
statisch ohne pol.<br />
Zusatzwerkstoff<br />
315 N/5 cm<br />
459 N/5 cm<br />
―<br />
P L geregelt,<br />
untersch. v f -Werte,<br />
unterschiedliche<br />
Strahlformen<br />
statisch mit pol.<br />
Zusatzwerkstoff<br />
550 N/5 cm<br />
1.343 N/5 cm<br />
gefärbtes PA 6.6<br />
Gewebe, kalandriert<br />
P L geregelt,<br />
untersch. v f -Werte,<br />
unterschiedliche<br />
Strahlformen<br />
GLOBO ohne pol.<br />
Zusatzwerkstoff<br />
211 /N/5 cm<br />
―<br />
―<br />
P L konstant,<br />
v f = 5 mm/s,<br />
kreisförmiger<br />
Laserspot<br />
GLOBO mit pol.<br />
Zusatzwerkstoff<br />
348 N/5 cm<br />
―<br />
gefärbte<br />
PA 6 Folie<br />
P L konstant,<br />
v f = 5 mm/s,<br />
kreisförmiger<br />
Laserspot<br />
maximale Nahtfestigkeit bei Überlappgeometrie mit polymerem Zusatzwerkstoff<br />
Änderung der Nahtkonstruktion erforderlich für<br />
das Laserschweißen von Airbag-Umfangsnähten
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Aspekte der Nahtkonstruktion<br />
Laserstrahl<br />
Anpressdruck<br />
Glasplatte<br />
speziell angepasster Absorptionsgradient oder<br />
ausbleichendes Farbmittel (niedrige Laserleistung)<br />
Laserstrahl<br />
TITTT TTITT TTTIT TITT TTIT<br />
TIT<br />
T: PA 6.6 Textillage ( schwarze Linien)<br />
Laserstrahl<br />
Anpressdruck<br />
Schweißnähte gegeneinander versetzt<br />
(drei Laserstrahlen oder sequenzielle Bearbeitung)<br />
I: absorbierender polymerer Zusatzwerkstoff ( rote Linien)<br />
Glasplatte<br />
Standardanordnung
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Schweißen unterschiedlicher Lagenanordnungen<br />
A: kleines v f<br />
Oberseite<br />
Unterseite<br />
B: großes v f<br />
Oberseite<br />
Unterseite<br />
2 cm<br />
5 mm/s, 22 W 5 mm/s, 29 W<br />
2 cm<br />
30 mm/s, 134 W 30 mm/s, 223 W<br />
Gemessene Nahtfestigkeiten > 1.000 N/5 cm !
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Aspekte der Qualitätskontrolle<br />
sichtbare Schmelzdurchdringung<br />
Lagenanordnung: TTIT<br />
v f = 30 mm/s<br />
∆z = 0 mm<br />
Laserleistung geregelt<br />
Bilder von der Oberseite<br />
6 cm<br />
P L, mittel = 158 W<br />
1100 N/5 cm<br />
P L, mittel = 160 W<br />
1184 N/5 cm<br />
P L, mittel = 173 W<br />
867 N/5 cm<br />
CMOS-K<strong>am</strong>era<br />
optischer Filter<br />
polymere Gewebelagen<br />
(transparent / absorbierend)<br />
Korrelation des Überschreitens des<br />
Festigkeitsmaximums mit dem Auftreten von<br />
Schmelzdurchdringung an der Oberseite der<br />
<strong>Textilien</strong> möglich bei höherem v f !
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Praktischer Test: Hantel an<br />
lasergeschweißten Textilschlaufen hängend<br />
Ges<strong>am</strong>tmasse der Hantel: ca. 65 kg
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Praktischer Test: Hantel an<br />
lasergeschweißten Textilschlaufen hängend<br />
Ges<strong>am</strong>tmasse der Hantel: ca. 65 kg<br />
Die Hantel trägt zusätzliches Gewicht.<br />
Der Test läuft bereits seit mehr als einem Jahr.
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Zus<strong>am</strong>menfassung und Ausblick<br />
• Demonstration des Lasertransmissionsschweißens als<br />
vielversprechende Methode für den <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
• Nahtfestigkeitssteigerung erreicht in umfangreichen Untersuchungen<br />
• unterschiedliche Anpresskonzepte evaluiert für ein Prototypsystem<br />
• signifikante Erhöhung der Nahtfestigkeit durch Verwendung von<br />
absorbierendem polymerem Zusatzwerkstoff<br />
Höchste Nahtfestigkeitswerte bislang:<br />
~ 550 N/5 cm (Schälnaht) und ~ 1.350 N/5cm (Überlappnaht)<br />
Schälnahtgeometrie nicht geeignet für die Umfangsnaht eines<br />
Fahrerairbags, evtl. ausreichend für „Opfer-“ bzw. „Reißnähte“<br />
Festigkeit von Überlappnähten ausreichend für Airbags,<br />
aber Modifikation der Nahtkonstruktion erforderlich<br />
weitere Steigerung der Nahtfestigkeitswerte erscheint möglich
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Kontakt-Information<br />
Laser Zentrum Hannover e.V.<br />
Dr. rer. nat. Johannes Stein<br />
Dr. rer. nat. Michael Hustedt<br />
Abteilung: Werkstoff- und Prozesstechnik<br />
Gruppe: Trenntechnik, Sicherheit und Sonderverfahren<br />
Hollerithallee 8<br />
30419 Hannover<br />
Deutschland<br />
Tel.: +49 (0)511 2788-341 / -321<br />
Fax: +49 (0)511 2788-100<br />
Email: j.stein@lzh.de / m.hustedt@lzh.de<br />
Internet: www.laser-zentrum-hannover.de
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Das Laser Zentrum Hannover e.V. dankt dem<br />
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)<br />
und dem<br />
Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe (PTKA)<br />
für die finanzielle Unterstützung dieses Projektes (L-Tex)<br />
und den Projektpartnern<br />
Automotive Safety Components International GmbH & Co. KG<br />
KSL Keilmann Sondermaschinenbau GmbH<br />
<strong>LMB</strong> Automation GmbH<br />
m u t AG<br />
UTT Technische <strong>Textilien</strong> GmbH u. Co.<br />
für die sehr gute Kooperation.<br />
Vielen Dank für Ihre Aufmerks<strong>am</strong>keit !
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Pyrometrische Prozessregelung<br />
unkalibrierte non-calibrated mm<br />
pyrometric Pyrometertemperatur temperature / °C<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
pyrometric Pyrometersignal temperature<br />
output signal<br />
Stellwert<br />
before Vorlauf s<strong>am</strong>ple behind Nachlauf s<strong>am</strong>ple<br />
220°C ± 10°C<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16<br />
measurement Messzeit / time s / s<br />
• Einsatz eines Spektralpyrometers<br />
• software-basierte PID-Regelung<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Regelspannung output signal / V/<br />
V
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Das Schweißergebnis beeinflussende Faktoren<br />
•• Nahtkonstruktion Schälnaht, Schälnaht, Überlappnaht Überlappnaht etc. etc.<br />
•• Nahtgeometrie Nahtgeometrie lineare lineare Einzel-/Doppelnaht, Punktschweißnaht Punktschweißnaht etc. etc.<br />
•• Anpresskonzept Anpresskonzept statische statische / / dyn<strong>am</strong>ische dyn<strong>am</strong>ische Anpressung<br />
Anpressung<br />
•• Prozessregelung Prozessregelung konstante konstante Prozesspar<strong>am</strong>eter,<br />
Prozesspar<strong>am</strong>eter,<br />
Leistungsregelung Leistungsregelung über über Temperaturmessung<br />
•• Strahlform Strahlform kreisförmig, kreisförmig, linear linear etc. etc.<br />
•• Zusatzwerkstoff Zusatzwerkstoff ohne ohne / / mit mit absorb. absorb. Polymer-Zusatzwerkstoff<br />
•• Färbung Färbung unterschiedliche unterschiedliche Farbmittel Farbmittel in in unterschiedlichen<br />
unterschiedlichen<br />
Konzentrationen<br />
Konzentrationen<br />
•• Probenpräparation Art Art der der Beschichtung Beschichtung / / Dosierung Dosierung des des Farbmittels<br />
Farbmittels<br />
•• Systempar<strong>am</strong>eter Laserleistung Laserleistung P L, Vorschub<br />
L, Vorschub v f, Fügedruck,<br />
f, Fügedruck,<br />
Fokuslage Fokuslage ∆z ∆z (Strahldurchmesser) etc.<br />
etc.
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Abhängigkeit der Nahtfestigkeit<br />
vom Laserspotdurchmesser<br />
max. Höchstzugfestigkeit Zugfestigkeit / (N/5 (N/5cm) cm)<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320<br />
• Schälnaht<br />
• ohne polymeren Zusatzwerkstoff,<br />
direkte Anfärbung der unteren Lage<br />
Temperatur-Sollwert Solltemperatur / °C/<br />
°C<br />
∆z = + 19 mm<br />
∆z = + 32 mm<br />
∆z = + 44 mm<br />
• p F = 13 N/cm 2 (statische Anpressung)<br />
• P L geregelt, v f = 5 mm/s<br />
• ∆z variiert ( Laserspotdurchmesser)
Arbeitskreissitzung Technische <strong>Textilien</strong> – <strong>Laserbasiertes</strong> <strong>Fügen</strong> <strong>technischer</strong> <strong>Textilien</strong><br />
Schweißen mit polymerem Zusatzwerkstoff<br />
max. Höchstzugkraft Zugfestigkeit / (N/5cm) / (N/5 cm)<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Höchstzugkraft<br />
Nahtfestigkeit<br />
max. Dehnung<br />
100 150 200 250 300 350<br />
• Schälnaht<br />
• Zusatzwerkstoff:<br />
absorbierende Polymerfolie<br />
Temperatur-Sollwert Solltemperatur / °C/<br />
°C<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
• p F = 13 N/cm 2 (statische Anpressung)<br />
• P L geregelt, v f = 5 mm/s<br />
• ∆z = + 44 mm<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
max. Dehnung / %
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