Neuer Multifunktions-Laserkopf

Linien-Prozesskopf für Laser-Durchstrahlschweißen

30 % geringere Prozesskosten beim Kunststofffügen

Faserverstärkte Kunststoffe und das Fügen mit dem Laser-Durchstrahlschweißen eröffnen neue Funktions- und Designoptionen für den Automobil-Leichtbau. Mit dem neu entwickelten und sehr kompakten Linien-Prozesskopf „LPH-L“ der LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH verringern sich die Prozesskosten um bis zu 30 % und es können jetzt Bauteile verarbeitet werden, die bisher als zu aufwendig galten.

Der neue Laserbearbeitungskopf „LPH-L“ von LIMO zeichnet sich vor allem durch fünf Eigenschaften aus:

  • Er ist mit 153 mm x 90 mm um bis zu 50 % kompakter als vergleichbare Bearbeitungsköpfe.
  • Mit ein und demselben Multifunktions-Laserkopf lassen sich vier Geometrien schweißen (Fixierpunkte, Flächen, umlaufende Schweißnähte und Endlosmaterial). Somit fügt der „LPH-L“ sehr flexibel – auch ohne Scanner.
  • Im Lasersystem sind eine temperaturgeführte Prozesskontrolle und ein Datenlogging bereits fest integriert.
  • Der kompakte und robuste Kopf ist mit 1200 g sehr leicht und kann auch auf Leichtbau-Roboterarmen montiert werden.
  • Der „LPH-L“ ist neu konstruiert, weniger komplex und verringert die Prozesskosten gegenüber vergleichbaren Systemen um bis zu 30%.

„Mit dem neuen kompakten Linien-Bearbeitungskopf von LIMO können Automobil-Zulieferer im Leichtbau neben High-End- jetzt auch Middle- und Low-Cost-Segmente erschließen“, fasst Dipl.-Ing. Peter Bruns, Leiter Applikation & Technischer Service bei LIMO, die Vorteile des neuen „LPH-L“ zusammen.

Lasersystem verarbeitet mit neuem Prozesskopf vier Geometrien

Der kompakte Bearbeitungskopf „LPH-L“ erzeugt zusammen mit einem fasergekoppelten Industrielasersystem eine 12 x 2 mm Schweißlinie. Durch Drehen des Bearbeitungskopfes kann die Schweißlinie auf eine minimale Länge von 5 mm eingestellt werden. Durch die variable Handhabung des Linien-Prozesskopfes (z.B. auf einem Roboterarm) werden unterschiedlichste Fügegeometrien mit nur einem Werkzeug bedient. Zudem ist der Prozesskopf in der Lage, Niveauunterschiede im Bauteil von bis zu 12 mm auszugleichen.

Mit dem „LPH-L“ können Fixierpunkte in Form von kurzen Linien mit z.B. 10 mm gesetzt werden. Diese „Linienspots“ sind stärker belastbar als reine Fixierpunkte. Der Laserkopf ist außerdem in der Lage, eine 12 x X mm breite Fläche zu schweißen, wobei das „X“ für eine beliebig große Fläche steht. Dabei werden die Fügeflächen deutlich schneller verbunden als beispielsweise mithilfe eines Laserscanners. Als dritte Geometrie kann das System eine umlaufende Schweißnaht von 5-12 mm Breite erzeugen.

Der Bearbeitungskopf kann mit Endlosmaterial im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auch eine endlos lange fortlaufende Fügenaht herstellen. Hier wird der Vorteil der sanften Linienschweißung deutlich: Der Laserkopf steigert den Wärmeeintrag entlang der Linie (linienförmige Intensitätsverteilung) langsamer als ein Laserspot. In Summe wird das Material dennoch mit der gleichen Leistung gefügt. Der Vorteil: Wärmeempfindliche Materialien oder Bauteile werden beim Fügeprozess geschont.

Einsatz in der industriellen Fertigung

Mit dem neuen Bearbeitungskopf können sowohl große als auch kleine und filigrane Bauteile wie z.B. Membranen bearbeitet werden, was neue Design- und Funktionsmöglichkeiten erschließt. Der Prozesskopf kann inline in eine Fertigungslinie integriert und auf einem Roboterarm montiert werden. Ein prozessbegleitendes Mess- und Kontrollsystem ist integriert. Die Prozessdaten werden für die Rückverfolgbarkeit (Track & Trace) gespeichert.

LIMO verweist beim Laserfügen im Automotive-/Karosseriebau auf sehr große Erfahrungen mit mehr als 40 unterschiedlichen Baugruppen aus den Bereichen Interieur, Exterieur, Cockpit, Under-the-hood-parts, Leuchten etc. Auch in der Medizin- und Elektro-Technik werden LIMOs Industrielasersysteme erfolgreich eingesetzt.

Das Laser-Kunststoffschweißen ist eine industrietaugliche und produktschonende Fügetechnik mit robusten und gleichzeitig ästhetischen Schweißnähten. Es ist ein berührungsloses und sauberes Verfahren. Die Fügeflächen müssen nicht vorgereinigt, nachgehärtet oder nachbearbeitet werden. Es ist besonders für empfindliche Materialien, bei optisch anspruchsvollen Flächen, sehr exakten Schweißnähten oder für sehr kurze Zykluszeiten geeignet. Per Laserschweißen gefügte Behälter (z.B. Flüssigmedien- oder Sensorgehäuse) weisen mit einem Berstdruck von 10-30 bar eine sehr große Dichtheit auf. Elektronische Baugruppen werden während des Schweißvorgangs nicht beeinträchtigt. Es können unterschiedlichste Materialkombinationen wie PMMA/ABS, PC/PBT, PP/TPE und glasfaserverstärkte Kunststoffe verarbeitet werden.

Der Prozesskopf „LPH-L“ hat sich in einer umfangreichen Felderprobung bewährt und ist von LIMO als Seriensystem ab Lager lieferbar.