Laserschweissen Kunststoffe ohne Farbadditive
Beim Laserschweissen von Kunststoffen ist normalerweise ein Bauteil für den Laser transparent und das andere absorbierend. Die eingesetzten Wellenlängen des Lasers sind im von Bereich 800-1’100 nm im nahen Infrarot des Lichtspektrums. Da die meisten Polymere bei diesen Wellenlängen transparent sind, muss für die Absorption ein Farbstoff zugemischt werden.
Sollen Bauteile ohne Farbadditive gefügt werden (z.B. Medizintechnik, Lebensmittel, …) muss die Wellenlänge des Lasers verschoben werden. Im Bereich 1’700-2’000 nm absorbieren die meisten Polymere leicht und Laser mit genügend Leistung sind erhältlich. Je nach Polymertyp ist die Absorption unterschiedlich stark und in der Wellenlänge verschoben.
Da bei diesen Wellenlängen das obere Bauteil auch schon einen Teil des Laserstrahls absorbiert und diesen abschwächt, ist die Technik vor allem dann geeignet, wenn das obere Bauteil dünn ist. Die Schmelzzone ist tiefer als beim Standardprozess, da der Laser tiefer ins Material eindringt und nicht nur an der Oberfläche des unteren Bauteils in Wärme umgesetzt wird.
Das Beispiel zeigt einen Mikrofluidikkanal, der dicht geschweisst ist ohne, dass Schmelze in den Kanal fliesst und ihn blockiert.