Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Laserdurchstrahlschweißen transparenter Polymerbauteile



Datum: 12.02.2009


Autor


Berichterstatter

  • Prof. i.R. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. mult. M. Geiger
  • Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried Wilhelm Ehrenstein

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Grundlagen für das Laserdurchstrahlschweißen von zwei lasertransparenten Bauteilen untersucht. Kernidee der Untersuchungen ist die praktische Umsetzung eines zeitlich und räumlich definierten Energieeintrags in die beiden Bauteile, um diese lokal in der Fügeebene ohne Einsatz zusätzlicher Absorbermaterialien zu verschweißen. Um die Temperaturverteilung und Verformungen in den Bauteilen durch die Wechselwirkung mit der Laserstrahlung zu ermitteln, wurde ein Modell zur dreidimensionalen Simulation des Prozesses erstellt und damit die Auslegung geeigneter Strahlführung unterstützt. Die Prozessanalyse der Schweißexperimente mit Hilfe von tiefenaufgelöster Thermografie ermöglicht die Überprüfung der Simulationsrechnungen und damit eine direkte Kopplung mit dem Experiment. Mit den Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass bei geeigneter Wahl der Laserwellenlänge und Fokussierung die intrinsische Absorption der Polymermaterialien einen gezielten Schweißprozess zulässt.