3-2013

Produktion
Spezialist für die Mikrofluidik
Neues Laserschweißsystem LPKF PrecisionWeld
Mit der LPKF PrecisionWeld lassen sich Lab-on-a-Chip-
Kartuschen schweißen, mittels ClearJoining-Technologie
sogar Klar-Klar-Verbindungen.
Die Mikrofluidik gewinnt durch
immer neue Möglichkeiten der
Analytik an Bedeutung, Stichwort
‚Lab on a Chip‘. LPKF Laser
& Electronics stellt ein Lasersystem
vor, das völlig neue Produktlayouts
für diese Bauteile zulässt.
Üblicherweise bestehen die
funktionalen Bereiche einer Mikrofluidik
aus planen Flächen. Das
untere Bauteil erhält seine Kanäle
durch Hot-Stamping, darauf wird
die obere Scheibe zum Abschließen
der Kanalstruktur aufgebracht.
Die Kanäle sind so fein, dass die
Gravitation gegenüber den Kapillarkräften
vernachlässigt werden
kann. Für eine besonders präzise
Verbindung von Ober- und Unterteil
hat sich das Laserschweißen
etabliert. Es kann die beiden Bauteile
miteinander verbinden, ohne
dass Partikel, Schmelzeaustrieb
oder Zusatzstoffe die empfindlichen
Kanäle beeinträchtigen.
Spezialist für die
Mikrofluidik:
Die LPKF
PrecisionWeld
kann durch
eine spezielle
Laserausstattung
auch Klar-Klar-
Schweißungen
durchführen.
Schweißnähte von
lediglich 100 µm
Speziell für diese Anwendung
stellt LPKF auf der K in Düsseldorf
das neue Lasersystem LPKF PrecisionWeld
vor. Es ist in der Lage,
Schweißnähte mit einer Stärke
von lediglich 100 µm zu erzeugen.
Die Positionier-Wiederholgenauigkeit
beträgt 10 µm. Diese
Präzision war bislang mit keinem
Verfahren zu erreichen. Konstruktiv
wird dies durch eine mechanische
Entkopplung von Gehäuse
und Arbeitsraum erreicht. Diese
Konstruktion hat sich in der Praxis
bewährt: Sie setzt auf die ProtoLaser-Systeme
des Unternehmens
auf und liefert seit Jahren beim
industriellen UV-Laserschneiden
hervorragende Ergebnisse.
Die LPKF PrecisionWeld verfügt
sowohl über ein Scannersystem
zur Lenkung des Laserstrahls als
auch über einen Positioniertisch.
So wird die effektive Arbeitsfläche
bis auf 320 x 320 mm erweitert.
Ein integriertes Visionssystem
ermöglicht das Antasten speziell
aufgebrachter Fiducialmarken
oder geometrischer Elemente des
Bauteils. So können Toleranzen
im Bauteil und in der Bauteilaufnahme
kompensiert werden.
Mehrere Verfahren
möglich
Mit der LPKF PrecisionWeld
lassen sich Fügepartner sowohl
im klassischen Durchstrahlverfahren
als auch nach dem neuen
ClearJoining-Verfahren fügen.
Beim Laser-Durchstrahlschweißen
werden zwei Fügepartner mit
unterschiedlichen Absorptionseigenschaften
verbunden, z.B. ein
laserabsorbierender Grundkörper
mit einer klaren Abdeckplatte.
Dabei durchdringt der Laserstrahl
den lasertransparenten oberen
Fügepartner. Beim Auftreffen auf
das absorbierende untere Bauteil
wird das Licht in Wärme umgewandelt
und schmilzt auf. Ein
moderater Fügedruck bewirkt eine
Wärmeübertragung zum oberen
Bauteil, eine sichere und präzise
Schweißnaht entsteht. Dieses Verfahren
ist als Laser-Durchstrahlschweißen
etabliert.
Aufgrund der eingesetzten
Laserwellenlänge von 1.940 nm
bietet die LPKF PrecisionWeld
auch die Möglichkeit zwei transparente
Bauteile zu fügen. Hierbei
kommt die neue ClearJoining-
Technologie zum Einsatz: Bei der
eingesetzten Wellenlänge weisen
die meisten technischen Kunststoffe
eine ausreichende Absorption
auf, um bei hohen Energiedichten
aufzuschmelzen. Der
Laserstrahl wird exakt auf die
Schweißebene fokussiert und
bringt so dort die erforderliche
Energie ein, wo sie benötigt wird
– ohne Zusatzstoffe.
Automatische
Fokuseinstellung
Das System verfügt außerdem
über eine automatische Fokuseinstellung,
bei der die Oberfläche
des Bauteils erkannt und der
Fokus automatisch in die optimale
Lage gebracht wird. Das
System ist besonders kompakt
und benötigt nur einen Stromanschluss
sowie Druckluft. Das
Einsatzgebiet ist primär die Prototypen-
oder Kleinserienfertigung,
für den großindustriellen Einsatz
lässt sich die Maschine automatisch
bestücken.
Wir stellen aus:
K in Düsseldorf:
Stand E04, Halle 11
LPKF
Laser & Electronics AG
Bereich Laser Welding
www.lpkf-laserwelding.de
www.lpkf.de
14 meditronic-journal 3/2013