Maßgeschneiderte Strahlform: Diese Kraftstofffiltergehäuse werden mit Laserschweißzellen von MediCom gefügt, in denen Industrielasersysteme mit intelligentem Laserprozesskopf sich auch an komplexe 3D-Konturen anpassen. Bildquelle: MediCom Inc.

„Herzhafte“ Erfolgsstory: Industrielasersysteme von LIMO bezeichnet MediCom als Herz seiner Laserschweißzellen, mit denen namhafte Automobilzuliefere zuverlässig druck- und flüssigkeitsdichte Kraftstofffiltergehäuse aus Kunststoff herstellen. Bildquelle: MediCom Inc.

Die Laserstrahlform im Griff

7 Jahre tschechisch-deutsche Erfolgsstory

Prozess-Innovation mit maßgeschneiderter Laserstrahlform

7 Jahre tschechisch-deutsche Erfolgsstory: Seit 2008 erhält die Prager MediCom von LIMO Industrielasersysteme, die sich beim prozess-stabilen Laserdurchstrahlschweißen von Kraftstofffiltergehäusen aus Kunststoff bewährt haben.

„LIMO ist seit 2000 unser Stammlieferant für Diodenlasermodule“, erklärt Ing. Michal Horáček, Project Manager Industrial Lasers Division bei der MediCom Inc. aus Prag, einem weltweit führenden Hersteller von Lasersystemen für industrielle Produktion und Medizintechnik. Diese Komponenten kamen beim Einsatz in Lasersystemen für die Medizinbranche so gut an, dass nach acht Jahren der Ausbau der Geschäftsbeziehung in den industriellen Bereich folgte. Horáček: „Als wir 2008 eine neue Produktlinie von Laserschweißzellen starteten, waren LIMO Produkte wegen ihrer hohen Performance und ihrer exzellenten Zuverlässigkeit für uns die erste Wahl."

Seitdem hat LIMO zahlreiche Industrielasersysteme (ILS) geliefert, die MediCom in ihre Laserschweißzellen einbaut: Es handelt sich um fasergekoppelte 200 Watt-Diodenlasermodule mit intelligentem Laserprozesskopf und Sensor zur berührungslosen Temperaturmessung (Pyrometer), die sich als „Herz unserer Laserschweißzellen“ (Horáček) bewährt haben: Mit den Anlagen schweißen namhafte Automobilzulieferer Kraftstofffiltergehäuse, deren Schweißnähte auch bei unter hohem Druck (bis 30 bar) stehendem Kraftstoff zuverlässig dicht halten. Dipl.-Ing. Peter Bruns, Leiter Applikation & Technischer Service bei LIMO in Dortmund: „Unsere Lösungen ermöglichen sogar das Schweißen von Automotive-Bauteilen aus glasfaserverstärktem Kunststoff, deren Schweißnähte einem Impulsdruck von bis zu 65 bar im Temperaturbereich zwischen −40 °C bis +125 °C standhalten müssen.“

Ein besonderes Merkmal ist der neue intelligente Laserprozesskopf mit seiner sehr flexiblen Strahlgeometrie und Intensitätsverteilung, der dank geregeltem, lokal begrenztem Energieeintrag für optimale Temperaturverteilung im Bauteil sorgt. Es lassen sich mit ihm – ebenso wie beim L³ LIMO Linienlasersystem mit seiner patentierten Strahlformung – unterschiedliche Strahlgeometrien erzeugen und komplexe 3D-Konturen schweißen. Dank der an die jeweilige Anwendung angepassten Strahlform – einer wichtigen Kernkompetenz der Dortmunder – lassen sich die Qualität und die Produktivität des Fügeprozesses steigern. „Hinzu kommt die im Kopf integrierte Prozesskontrolle, die auf dem Zusammenspiel von präziser Temperaturmessung über Pyrometrie und Laserleistungsmessung basiert und somit Regelung und Diagnose in Echtzeit ermöglicht“, sagt Bruns. „Weil wir wissen, wie und was wir messen, funktioniert die Prozessregelung in einem sehr breiten Anwendungsbereich – etwa beim Kontur- oder Simultanschweißen von inhomogenen Kunststoffen.“

Für einen großen deutschen Automobilzulieferer entstand eine Lösung ganz im Sinne von Industrie 4.0: Die Dortmunder haben ein Programm für den Laserprozesskopf entwickelt, das den Prozess regelt und den Schweißprozess überwacht. Es kommt zu einer sogenannten Machine-to-Machine-Kommunikation über den Feldbus. Bruns: „Das System meldet bei jedem Bauteil, ob der jeweilige Schweißvorgang „in Ordnung“ oder „nicht in Ordnung“ war – inklusive aller Schweiß-Parameter.“ Der Kunde erhält dank des geschlossenen Regelkreises und der 100%-Inline-Qualitätskontrolle einen stabilen und schnellen Schweißprozess. Außerdem kann er die bei Sicherheitsteilen vorgeschriebene Dokumentationspflicht erfüllen. Weil der serienmäßige Laserprozesskopf bereits über die dazu nötige Software verfügt, lässt sich das „Laserdurchstrahlschweißen 4.0“ laut Bruns nun auch in anderen Firmen und Branchen realisieren.

Diese Anwendungen sind ein Beispiel dafür, wie sich ein Unternehmen der Laserbranche vom reinen Komponentenhersteller zum verantwortlichen Prozesslieferanten gewandelt hat, der den früheren Generalunternehmer ablöst. „Die meisten Aufträge starten bei uns mit einer Machbarkeitsstudie“, erläutert der Leiter Applikation & Technischer Service. „Später folgt bei uns oft eine seriennahe Erprobung in einer Vorserienproduktion.“ Dieses Dortmunder Prozess-Know-how kommt mittlerweile in vielen Bereichen an – etwa beim temperaturüberwachten Schweißen von Endlos-Kunststoff-Profilen mit anwendungsangepassten Laserlinienverteilungen, dem porenfreien und spritzerlosen Verbinden von PC- und PMMA-Kunststoffteilen oder dem Fügen von Leichtbauteilen aus Faserverbundwerkstoffen (z.B. GFK, CFK).