In der Bearbeitung von Kunststoffmaterialien wird der Laser seit Jahren beispielsweise zum Schneiden oder Beschriften eingesetzt. Besonderes Wachstumspotential als relativ neues Verfahren besitzt das Laserstrahl-Kunststoffschweißen. Das Bayerische Laserzentrum beschäftigt sich bereits seit mehreren Jahren mit dieser Technologie, und sie bildet heute den Schwerpunkt im Bereich der Kunststoffbearbeitung.

 

Bei der bekanntesten Variante des Laserstrahl-Kunststoffschweißens, dem Durchstrahlschweißen, nutzt man die Tatsache, dass die meisten thermoplastischen Kunststoffe im Wellenlängenbereich typischer Dioden- und Festkörperlaser eine hohe Transparenz aufweisen. Ein lasertransparentes und ein laserabsorbierendes Kunststoffbauteil werden im Überlappstoß in Kontakt zueinander gebracht. Der Laserstrahl wird durch den transparenten Fügepartner hindurch auf die Oberfläche des absorbierenden Bauteils fokussiert. Die sich an der Grenzfläche ausbildende Polymerschmelze benetzt den transparenten Fügepartner und es kommt zur Verschweißung der beiden Bauteile.

 

Die derzeitigen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben im Bereich Laserstrahl-Kunststoffschweißen behandeln Möglichkeiten zur Erweiterung der Prozessgrenzen, Miniaturisierungstendenzen, die Entwicklung angepasster Spannvorrichtungen sowie Simulation und Thermografie. Neben dem Schweißen werden noch das Kunststoffsintern und die Erzeugung funktionaler Strukturen mittels Laserstrahlung untersucht und für verschiedene Anwendungen qualifiziert.