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Medizintechnik

Mikrorohre prozesssicher mit dem Faserlaser schweißen

| Autor / Redakteur: Stefan Ziesemer / Rüdiger Kroh

An die Mikrorohre für die Medizintechnik werden hohe Qualitätsansprüche gestellt.
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An die Mikrorohre für die Medizintechnik werden hohe Qualitätsansprüche gestellt. (Bild: Rofin)

Aus Bandmaterial von 0,15 oder 0,1 mm Dicke sollen Mikrorohre mit 2,3 und 2,8 mm Durchmesser hergestellt werden. Ein 2-kW-Faserlaser sorgt für einen Laserspot mit 200 bis 250 µm Durchmesser, der mithilfe eines Sensors genau in der Mitte des Schweißspalts platziert wird. So lassen sich bei Schweißgeschwindigkeiten bis 40 m/min einwandfreie Nähte produzieren.

In einem gemeinsamen Projekt haben die Unternehmen Jidet und Rofin eine Fertigungslinie zum Herstellen von Präzisions-Mikrorohren ab einer Materialdicke von 0,1 mm entwickelt, die unter anderem in der Medizintechnik sowie der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen. Beide Hersteller haben ihr Know-how eingebracht, um eine industrielle Lösung für das High-Speed-Schweißen von Rohren sehr geringer Wandstärke und kleinster Abmessungen mit hoher Qualität zu realisieren.

Zum Schweißen wird ein Faserlaser mit 2 kW Leistung eingesetzt

Aus dieser Zusammenarbeit entstand eine Linie, die in der Lage ist, durch Profilieren Rohre mit Durchmessern von 2,3 und 2,8 mm zu produzieren. Zum Schweißen wird ein Faserlaser von Rofin mit 2 kW Leistung eingesetzt, mit dem sich Schweißgeschwindigkeiten von über 40 m/min erreichen lassen.

Vorrangiges Ziel bei der Konzeption der Anlage war die Herstellung von Mikrorohren für die Medizintechnik. Doch dieses Verfahren kann sich auch in der Produktion anderer flüssigkeits- oder medienführender Rohre als sinnvoll erweisen, die zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen sowie im weiteren Sinne in allen Bereichen, in denen Edelstahl-, Nickelbasis- oder Aluminiumlegierungen verwendet werden.

Mit den bislang bekannten Prozessen war das Schweißen von Bandmaterial mit weniger als 0,2 mm Dicke und Rohrdurchmessern kleiner 3 mm nicht ohne Weiteres möglich. Für Rohre mit geringen Wandstärken, deren Profilierung schon erhebliche technische Anforderungen mit sich bringt, fehlte es am Markt auch an einem geeigneten effizienten Schweißverfahren. Die Markteinführung neuer Lasergenerationen wie der Rofin-Faserlaser hat hier neue Perspektiven eröffnet.

Werkstoff wird als Band von einem Coil abgewickelt

Mit dem Präzisionsprofilieren fertigt das französische Unternehmen Jidet seine Rohrprofile. Der Werkstoff wird als Band von einem Coil abgewickelt, dann mithilfe von Rollen eingeformt, schließlich am Schweißpunkt geschlossen und durch ein abgestimmtes Schweißverfahren gefügt. Jidet hat bereits Anlagen verschiedenster Art hergestellt, deren Ausstattung oft Schweißverfahren wie Induktion, WIG, Hyperfrequenz oder sogar CO2-Laser umfasst. Bei diesem Projekt bestand die Schwierigkeit allerdings in den speziellen Rohrabmessungen, die sehr hohe Anforderungen an die Bauweise der Profilieranlage stellen. Da Rohre mit 2,5 mm Durchmesser aus einem Bandmaterial von 0,15 oder sogar nur 0,1 mm Dicke geformt werden sollten, war eine klassische Ausrichttoleranz der Rollen von 20 bis 30 µm nicht ausreichend und musste verringert werden, um ein perfektes Rohr zu gewährleisten.

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