Laserschweißen Präzisions-Laserschweißen ersetzt bei Kleinbauteilen das Fräsen

Das Laserstrahlschweißen von Kleinbauteilen ist heutzutage etabliert und wird durch die zunehmende Miniaturisierung weiter an Bedeutung gewinnen. Der Trend, den Werkstoffeinsatz zu minimieren, ist eindeutig erkennbar. Dabei muss besonders auf die Auslegung der Vorrichtungen geachtet werden.

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Schages GmbH & Co.KG

Weil Technology GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

BBW Lasertechnik GmbH

Die Entwicklung technisch anspruchsvoller Produkte und eine attraktive Preisgestaltung sind mehr denn je ein wichtiges Kriterium, um Marktpositionen zu behaupten oder auszubauen. Der Trend der Miniaturisierung ist ungebrochen. Komponenten, die zum Beispiel auf Leiterplatten verbaut werden, werden immer kleiner.

Demzufolge muss die gesamte Fertigungsperipherie wie Handling- und Kontaktiersysteme kleiner und meist auch genauer gefertigt werden. Ziel vieler Hersteller ist es außerdem, den Werkstoffeinsatz zu minimieren und kostenintensive Fertigungsschritte zu ersetzen oder auch Gewicht zu sparen.

Laser kann Miniaturisierung besser bewältigen

Für die Lasertechnik bietet sich hier ein breites Anwendungsfeld, das moderne Lasersysteme und genaue Fertigungs- und Prüfeinrichtungen voraussetzt. Dabei geht es nicht alleine um Laserschweißen, sondern auch um Laserschneiden, -bohren und -beschriften sowie die mit der Fertigung von Blechteilen verbundenen spanenden und umformenden Aufgaben bis hin zur kompletten Bauteilmontage.

Bei der BBW Lasertechnik werden im Wesentlichen Bleche und Bänder mit Abmessungen von 900 mm × 200 mm und Blechdicken zwischen 0,01 und 2 mm bearbeitet. Die geforderten Toleranzen liegen unter 0,05 mm, bei Biegeteilen unter 0,1 mm.

Gepulste Nd:YAG-Lasersysteme in der Feinwerktechnik noch nicht ersetzbar

Teile aus Präzisionsbändern werden meist als Abstandsbleche eingesetzt und weisen eine Dickentoleranz von etwa ±4 bis 8 μm auf. Im Bereich des Laserschweißens werden insgesamt sieben Anlagen eingesetzt. Je nach Anforderungen nutzt BBW CO₂-, Faser- oder lampengepumpte Nd:YAG-Laser mit Leistungen von 500 W bis 3 kW.

Obwohl den gepulsten Nd:YAG-Lasersystemen aufgrund der Verwendung konventioneller Blitzlampen eine begrenzte Zukunft vorausgesagt wird, sind diese aus Sicht von BBW Lasertechnik in der Feinwerktechnik nach wie vor nicht gänzlich zu ersetzen. Durch die modulierbare Pulsleistung und -zeit besteht die Möglichkeit, die Art der Energieeinkopplung in den Werkstoff zu steuern und so auf den Schmelz- und Erstarrungsverlauf Einfluss zu nehmen.

Die Pulsmodulation erlaubt durch Anpassung der Modulationsfrequenz eine Beeinflussung der Schmelzbaddynamik sowie eine gezielte Initiierung des Kristallwachstums [1]. Dadurch können die Anwendungsgrenzen der Schweißbarkeit von bestimmten Werkstoffen und Werkstoffkombinationen erweitert werden.

Gepulste Laser reduzieren Verzug der Bauteile auf ein Minimum

Durch den gezielten Wärmeeintrag der gepulsten Systeme wird außerdem der Verzug der verschweißten Bauteile auf ein Minimum reduziert. Die Möglichkeit, durch die Modulation der Laserleistung von cw-Systemen den Wärmeeintrag deutlich zu reduzieren, ist nicht vergleichbar mit gepulsten Systemen.

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