4-2015

Produktion
Laser-Kunststoffschweißen für sichere
Verbindungen
LPKF Laser & Electronics präsentiert eine breite Palette an Lösungen
Sauber, sicher, wirtschaftlich – das Laser-Durchstrahlschweißen
zeigt sich in der Medizintechnik von seiner besten Seite
Das Laser-Kunststoffschweißen
hat sich in der Medizintechnik
längst einen guten Namen
gemacht. Der Laser schweißt Bauteile
ohne mechanischen Stress,
reduziert die Kosten für die Bauteilaufnahmen
drastisch und steht
für einen besonders sicheren Prozess.
Dabei dringt der Laserstrahl
durch den oberen, lasertransparenten
Fügepartner und schmilzt
die Schweißnaht im unteren Bauteil.
Ein geringer Anpressdruck
bewirkt einen Wärmetransfer in
das obere Bauteil, so dass die
Schweißnaht auf beiden Seiten
plastifiziert. Bei geschickter
Prozessauslegung werden nach
dem Abkühlen Schweißfaktoren
nahe 1 erzielt.
Die LPKF Laser & Electronics
AG ist mit seinem Geschäftsbereich
Laser Welding seit 2000
mit dieser Technologie vertreten.
Die Lasersysteme beherrschen
zum Beispiel Kontur- und
Quasisimultanschweißen, aber
auch komplexe Fügeverfahren
wie das Schweißen großer Bauteile
in einem zusätzlich aufgebauten
Wärmefeld.
Qualitätssicherung
integriert
Der Laserprozess ist nicht nur
besonders effizient, sondern auch
besonders sicher – eine Kernforderung
in der Medizintechnik.
Eine zuverlässige Aussage über
das Schweißergebnis lässt sich
bereits im Prozess treffen:
• Die Fügewegüberwachung
nutzt einen integrierten Wege-
Sensor: Wenn die Schweißung
nicht erfolgreich ist, unterscheidet
sich das erfasste Zeit-Wege-Diagramm
erkennbar von den qualifizierten
Schweißverläufen. Mit dieser
Technik lassen sich Produkte
auch präzise auf Maß schweißen.
Das LPKF TMG 3 kann Stand-Alone oder integriert in das
Schweißsystem die Materialeigenschaften der Bauteile prüfen
und dem Bediener gegebenenfalls Hinweise auf Abweichungen
geben.
• Bei der Pyrometerkontrolle
detektiert ein Sensor die Wärmeentwicklung
in der Schweißnaht.
Der Temperaturverlauf darf einen
definierten Korridor nicht verlassen,
sonst erhält der Bediener
einen Hinweis.
• Die optische Bauteilkontrolle
erkennt kleinste Verbrennungen
an der Oberfläche, die zum Beispiel
durch Verschmutzungen des
lasertransparenten Bauteils entstehen
können.
Die Bauteilkontrolle im Prozess
erlaubt zuverlässige Aussagen
über das Schweißergebnis. Aber
besser noch: Veränderte Bauteileigenschaften
(z.B. Absorption-
oder Transmissionswerte)
fallen auf und können durch die
Anpassung der Laserparameter
aufgefangen werden. Ein wichtiges
Werkzeug – schon vor der
Schweißung – ist das Transmissionstestgerät
LPKF TMG 3: Es
erfasst die Transmissionsdaten
für den Laserstrahl und hilft dabei,
diese Werkstoffeigenschaften mit
den Vorgaben in der Prozessauslegung
zu vergleichen. So fallen
Fehler in Vorprozessen auf, lassen
sich gezielt analysieren und
abstellen.
Laser-Kunststoffschweißen
in der Praxis
Ein anschauliches Beispiel für
diese Fügetechnologien stellt das
abgebildete Messgerät für Blutzuckerwerte
dar: Die Leiterplatte wird
im Laserabsorbierenden Unterteil
fixiert. Das lasertransparente
(weiße) Oberteil wird eingelegt
und aufgeschweißt, ohne dass
ein Werkzeug mit dem empfindlichen
Inhalt in Berührung kommt.
Das Ergebnis ist eine präzise,
spielfreie Lagerung. Beim Quasisimultanschweißen
überfährt
der Laserstrahl die Schweißkontur
mehrfach hintereinander, bis
84 meditronic-journal 4/2015