Was ist Laserschweißen?

Laserschweißen ist eine Technik, die die Transparenz von Kunststoffen gegenüber Laserlicht ausnutzt. Bei dieser Technik wird ein Zielkörper (aus Harz oder Kunststoff) mit Laserlicht bestrahlt. Dabei wird an der Schnittstelle zwischen dem Körper und einer separaten Absorberschicht Wärme erzeugt, wodurch Schweißverbindungen entstehen.

Die technischen Kunststoffe XYRON™, LEONA™ und TENAC™ von Asahi Kasei können im Allgemeinen durch die Kombination eines natürlichen Materials mit einem farbigen Material lasergeschweißt werden (für weitere Informationen zur Material- und Güteklassenauswahl können Sie sich jederzeit an uns wenden).
Auf dieser Seite schlagen wir LEONA™ SN-Serie als Harzmaterial vor, das sich besonders für Laserschweißverfahren eignet. LEONA™ SN-Serie besteht aus halogen- und rotphosphorfreien, flammhemmenden Polyamidharzen mit hervorragender Lasertransparenz und der Fähigkeit, starke lasergeschweißte Verbindungen zu bilden.

Polyamidharze mit hervorragender Lasertransparenz Leona SN-Serie

Was ist LEONA™ SN-Serie, die halogen- und rotphosphorfreie, flammhemmende Polyamid-Serie der nächsten Generation?

LEONA™ Polyamidharze von Asahi Kasei sind technische Kunststoffe mit hoher Festigkeit und Steifigkeit sowie ausgezeichneter thermischer und chemischer Beständigkeit. Diese Materialien können durch Verstärkung mit Glasfasern oder anderen Füllstoffen verstärkt werden, wodurch Festigkeit, Steifigkeit, Haltbarkeit und Dimensionsstabilität verbessert werden.

LEONA™ SN-Serie besteht aus halogen- und rotphosphorfreien, flammhemmenden Polyamidharzen. Diese Materialien zeichnen sich nicht nur durch hervorragende Lasertransparenz und die Fähigkeit zur Bildung starker lasergeschweißter Verbindungen aus, sondern bieten auch in mehreren anderen Bereichen eine überlegene Leistung: hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, Einhaltung des Entflammbarkeitsstandards UL94 V-0 (0,75 mm) und Kriechstromfestigkeit (CTI) 600 V (PLC 0).

Laserdurchlässigkeitseigenschaften von LEONA™ SN-Serie-Harzen

Für Laserlicht mit einer Wellenlänge von 940 nm verglichen wir die Durchlässigkeit von SN11B– einer LEONA™ SN-Serie mit 25 % Glasfaserverstärkung – mit der eines allgemeinen halogenfreien, flammhemmenden Polyamids (ebenfalls mit einem Glasfasergehalt von 25 %). Die Ergebnisse zeigten, dass die Durchlässigkeit von SN11B bei naturfarbenem Material etwa 2-mal höher und bei schwarz gefärbtem Material 3-4-mal höher ist.

Laserdurchlässigkeit der LEONA™ SN-Serie (Lichtwellenlänge: 940 nm)
Laserdurchlässigkeit (Wellenlänge: 940 nm)

Beim Laserschweißen werden große Energiemengen durch das Material geleitet, um zur Schweißstelle zu gelangen. LEONA™ SN-Serie bietet folgende Vorteile:

  • Ermöglicht Hochgeschwindigkeitsschweißen, um den Fertigungsdurchsatz zu verbessern.
    (Siehe Video unten. Achtung: Bitte beachten Sie das starke Licht in diesem Video.)
  • Kann mit Lasern geringer Leistung geschweißt werden.
  • Verursacht keine Verkohlungen auf der Oberfläche

という利点があります。

Vergleich der Schweißgeschwindigkeiten: LEONA™ SN-Serie (links) vs. allgemeines halogenfreies, flammhemmendes Polyamid (rechts)
(Achtung: Bitte beachten Sie das starke Licht in diesem Video.)

Festigkeit von Laserschweißverbindungen mit LEONA™ SN-Serie

Die folgende Abbildung veranschaulicht die hervorragende Verbindungsfestigkeit von Verbundteilen, die durch Laserschweißen mit LEONA™ SN-Serie hergestellt wurden.

Laserschweißleistung und Verbindungsfestigkeit
Verbindungsfestigkeit vs. Stromverbrauch bei lasergeschweißten Verbindungen

Tiefschwarzes Erscheinungsbild der LEONA™ SN-Serie (bei spezieller laserdurchlässiger Schwarzfärbung)

Im Vergleich zu allgemeinem halogenfreiem, flammhemmendem Polyamid zeichnet sich LEONA™ SN-Serie mit spezieller schwarzer Färbung, die nur Laserlicht durchlässt, durch eine hohe Laserlichtdurchlässigkeit und hohe Verbindungsfestigkeit aus.
Darüber hinaus weist LEONA™ SN-Serie mit spezieller schwarzer Färbung im Vergleich zu herkömmlichen halogenfreien, flammhemmenden Polyamiden ein attraktives tiefschwarzes Erscheinungsbild auf, das sie ideal für Anwendungen macht, bei denen stilvolles Design gefragt ist. Das tiefschwarze Erscheinungsbild der LEONA™ SN-Serie ist auf die Glätte ihrer Oberflächen zurückzuführen, die frei von mikroskopischer Oberflächenrauheit sind, die zu diffuser Lichtreflexion führen kann.

Aussehen lasergeschweißter Prüfstücke und vergrößerte Oberflächenansichten

Fallstudie zum Laserschweißen LEONA™

  • Verwendung der LEONA™ SN-Serie zur Reduzierung der Größe und des Gewichts eines Batteriegehäuses

Durch die Umstellung auf LEONA™ Polyamid (PA) als Material für ein Batteriegehäuse konnte das Gehäuse mittels Laserschweißen hergestellt und so seine Größe und sein Gewicht reduziert werden.

Herkömmliche Schweißverfahren wie Vibrations- oder Ultraschallschweißen führen zu starken Vibrationen, die empfindliche Komponenten im Inneren des Gehäuses beschädigen können. Außerdem erfordert die Verwendung von Schrauben oder anderen Befestigungselementen, dass ein Teil des Gehäuses für Vorsprünge oder andere Befestigungsgehäuse reserviert ist, was den Platzbedarf erhöht. Durch den Einsatz von Laserschweißen werden solche Befestigungselemente eliminiert und gleichzeitig Schäden an Komponenten im Inneren des Gehäuses vermieden, wodurch Größe und Gewicht des Gehäuses reduziert werden.

Batteriefach
  • Beseitigung unansehnlicher „verbrannter“ Bereiche auf geschweißten Oberflächen elektronischer Komponenten

Eine vielversprechende Anwendung, die durch die verbesserte Laserdurchlässigkeit flammhemmender Harztypen möglich wird, ist das Laserschweißen elektronischer Komponenten, für das herkömmliche Schweißtechniken nur schwer anwendbar sind.
Durch die Möglichkeit, Komponenten mit geringerer Laserleistung zu schweißen, wird die Entstehung unansehnlicher, „verbrannter“ Bereiche auf den Schweißflächen verringert.

Laserschweißen von elektronischen Bauteilen mit flammgeschützten Harztypen
Laserschweißen von elektronischen Bauteilen mit flammgeschützten Harztypen
  • Andere potenzielle Anwendungen

Ventile, Pumpen, elektrische Parkbremsen, ECU-Gehäuse, Fahrzeugkameras und mehr

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