Laserschweißen ermöglicht das Fügen von technischen Polymeren und Holzwerkstoffen

Abb. 1: Laserfügen von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) auf Spanplatte (links) und Polypropylen (PP) auf Holzfaserverbundwerkstoff (rechts)

Hannover, den 23.01.2009

Das Laserdurchstrahlschweißen stellt heute ein industriell etabliertes Verfahren zum Fügen thermoplastischer Kunststoffe dar. Die Verfahrensvorteile liegen u.a. in der hohen Automatisierbarkeit und Flexibilität, der Vermeidung von Schmelzeaustrieb sowie der Vibrationsfreiheit. Am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) wurde diese Technologie weiterentwickelt, um eine Anbindung thermoplastischer Polymere an Holzwerkstoffe realisieren zu können. Derartige Verbindungen sind zum Beispiel im Automobilbau in der Türinnenverkleidung oder auch im Möbelbau in der Schmalseitenbeschichtung zu finden.

Mit dem Verfahren lassen sich gängige Thermoplaste wie bspw. PP, PA und ABS an verschiedene Holzwerkstoffe fügen. Hierzu zählen Faserplatten (MDF, HDF), Spanplatten aber auch Massivholzplatten. Für den Anwendungsbereich im Automobil wurde auch die Anbindung an Holzfaser- und Naturfaserverbundwerkstoffplatten untersucht. Je nach Werkstoffpaarung kommt es zur Beteiligung unterschiedlicher Fügemechanismen, an denen auch der Naturthermoplast Lignin, ein wesentlicher Holzbestandteil, beteiligt zu seien scheint.

Neben den bereits oben geschilderten Vorteilen des Laserdurchstrahlschweißens im Allgemeinen ermöglicht das Verfahren beim Fügen von Holzwerkstoffen im Speziellen den Verzicht auf einen Klebstoff. Dadurch entfallen neben den Kosten für den Klebstoff auch Wartungs- und Reinigungsarbeiten, die durch das diffizile Klebstofffhandling hervorgerufen werden können.

Durch Scherzugversuche und Dichtigkeitsprüfung sind bereits wesentliche Kennwerte der mit dem Verfahren erzielbaren Verbindungen bekannt, die ungefähr auf gleichem Niveau wie die der Konkurrenzverfahren liegen.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. bietet Interessenten die Übertragung der Technologie auf Realbauteile, z.B. zunächst zu Demonstrationszwecken an. Auch eine Weiterentwicklung des Verfahrens unter Berücksichtigung kundenspezifischer Werkstoffvorgaben und Randbedingungen wäre denkbar.

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Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.
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