Prozesssicheres Schweißen und Kleben dank Laserreinigung

Innovative Schweiß- oder Klebeprozesse im Automobilbau erfordern perfekt vorbehandelte Oberflächen. Immer größere Bedeutung findet hier die selektive Laserreinigung. Je nach Aufgabenstellung müssen Trennmittel und Öle entfernt werden oder die Bereiche gezielt aufgeraut werden, um eine sichere Verbindung herzustellen. Der Einsatz von Lasern liefert dabei eine trockene, präzise und verschleißfreie Alternative zu den üblichen nasschemischen oder abrasiven Strahlverfahren. Durch ein flexibles, optisches Setup mit entsprechend angepasster Strahlformung kann außerdem die Oberflächenstruktur nach der Laserbearbeitung beeinflusst werden.

Schweißvorbereitung
Schweißvorbereitung durch selektive Laserreinigung
Schweißvorbereitung durch selektive Laserreinigung

Dies geschieht berührungslos und ohne Materialschädigung. Über eine Homogenisierung des Strahlprofils auf der Bauteiloberfläche wird eine gleichbleibende Reinigungsqualität sichergestellt. Zudem kann die einzustrahlende Energie exakt eingestellt werden. Die Oberfläche des Bauteils bleibt unverändert, da die erforderliche Energiedichte für den Abtrag deutlich unter der Ablationsschwelle für Metalle liegt.

Unter Verwendung einer scannenden Strahlablenkung, bei der der fokussierte Strahl eines gepulsten Festkörperlasers mit mehreren m/s über die Oberfläche geführt wird, lassen sich die Reinigungsflächen definiert abarbeiten. Die Prozessgeschwindigkeiten liegen dabei je nach eingesetzter Laserleistung und Beschaffenheit der Schichten im Bereich von typischerweise 10 – 100 cm²/s.

Klebevorbereitung
Laservorbehandlung

Laservorbehandlung
Haftverbesserung durch Laservorbehandlung

Haftverbesserung durch Laservorbehandlung

Neben der schonenden Reinigung kann der Laser aber auch gezielt eine Oberfläche strukturieren oder aktivieren, in dem deren Morphologie verändert wird. Viele Klebeprozesse für Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe setzen eine Erhöhung der Rauigkeit der zu fügenden Flächen voraus. Über die sehr gute Fokussierbarkeit der eingesetzten Laser können hohe Intensitäten im Arbeitsbereich generiert werden, die das Material lokal zum Verdampfen bringen und so die Erzeugung von kleinen Näpfchen oder einer Grabenstruktur ermöglichen. Die so veränderte Oberfläche weist eine verbesserte mechanische Adhäsion auf.

Durch die Laserbearbeitung werden auch neue Materialkombinationen ermöglicht: So lassen sich Dichtschäume auch an bisher nicht prozessfähigen Werkstoffen wie ABS-Kunststoffen oder Druckgussbauteilen applizieren. Auch das Verkleben von Holz und Metallverbindungen oder Verbundwerkstoffen wird durch die Laserreinigung prozesssicher.

4JET bietet für die selektive, flexible Laserbearbeitung sowohl seine Parts Cleaning Systeme (PCS) als auch Sondermaschinen.