LIMO: Neuer Linien-Prozesskopf für Laser-Durchstrahlschweißen

Mit dem neuen Prozesskopf „LPH-L“ lassen sich vier Geometrien schweißen: Fixierpunkte, Flächen, umlaufende Schweißnähte und Endlosmaterial - (Bild: LIMO / Markus-Steur.de).

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 sollen sich die Prozesskosten um bis zu 30 Prozent verringern und Bauteile verarbeitet lassen, die bisher als zu aufwendig galten.

Der neue Laserbearbeitungskopf "LPH-L" von LIMO zeichnet sich nach Herstellerangaben vor allem durch fünf Eigenschaften aus:

Er ist mit 153 mm x 90 mm um bis zu 50 Prozent 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 1.200 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 Prozent.

"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 unterschiedliche Fügegeometrien mit nur einem Werkzeug bedient. Zudem ist der Prozesskopf in der Lage, Niveauunterschiede im Bauteil von bis zu 12 mm auszugleichen.

Der Laserkopf „LPH-L“ erzeugt Linienspots - (Bild: LIMO).

Mit dem "LPH-L" können Fixierpunkte in Form von kurzen Linien mit z.B. 10 mm gesetzt werden. Diese "Linienspots" sollen stärker belastbar sein als reine Fixierpunkte. Der Laserkopf soll außerdem in der Lage sein, eine 12 x X mm breite Fläche zu schweißen, wobei das "X" für eine beliebig große Fläche steht. Dabei sollen die Fügeflächen deutlich schneller verbunden werden 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. So sollen wärmeempfindliche Materialien oder Bauteile beim Fügeprozess geschont werden.

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 erschließen soll. 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 unterschiedliche Materialkombinationen wie PMMA/ABS, PC/PBT, PP/TPE und glasfaserverstärkte Kunststoffe verarbeitet werden.

Über LIMO
Die LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH wurde im Jahr 1992 gegründet und gilt als ein international führender Spezialist für Laserstrahlformung. Im LIMO Hauptsitz in Dortmund entwickelt, produziert und vertreibt ein internationales Team aus 200 spezialisierten Fachkräften Optiken und Lasersysteme.

LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH, Dortmund

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