Transparent zu transparent – Laserschweissen ohne Farbstoffe

Vorteile

• kein Farbstoff notwendig
• einfachere Zertifizierung bei Medizintechnik, Lebensmitteln, ...

Nachteile

• Prozess langsamer
• mehr Energie notwendig
• grösseres Schmelzvolumen
• anspruchsvollere Prozessführung
• teurere Lasermodule

Im Bereich von 1‘700-2‘000 nm absorbieren die meisten Polymere von sich aus. Die Absorption ist nur schwach, so dass die Laserenergie auch tiefer in die Bauteile eindringen kann. Die Stärke der Absorption bei unterschiedlichen Wellenlängen ist durch den Typ des Polymers gegeben. Je nach Typ des Polymers und Bauteildicke kann es deshalb vorteilhaft sein, entweder eine Wellenlänge von 1‘725 nm oder von 1‘940 nm zu benutzen.

Bei 1‘725 nm ist die Absorption meist stärker als bei 1‘940 nm. Eine stärkere Absorption ist besser geeignet für dünne Materialien. Bei dickeren Wandstärken und guter Absorption kann es vorteilhaft sein zu einer schwächeren Absorption bei 1‘940 nm auszuweichen, um tiefer ins Material einstrahlen zu können.

Im Unterschied zum klassischen Laserschweissen findet die Absorption nicht nur bei der Schweissnaht statt, sondern beginnt schon an der Oberfläche des oberen Bauteils und wirkt über die ganze Bauteildicke. Bei dickeren Bauteilen (1-2 mm) wird der Laserstrahl deshalb stark auf die Schweissnaht fokussiert. So wird zwar immer noch an der Oberfläche am meisten Laserenergie absorbiert, aber über eine viel grössere Fläche als bei der Schweissnaht. Das Aufschmelzen des Kunststoffs erfolgt so primär im Bereich der Schweissnaht, aber mit viel grösserer Tiefe und grösserem Volumen als beim klassischen Laserschweissen. Entsprechend wird auch mehr Laserenergie benötigt und der Prozess ist klar langsamer.