Die sortenreine Trennung bei miteinander verschweißten Kunststoffbauteilen ist gar nicht so leicht. Es steht jetzt eine Technologie zur Verfügung, mit der sich lasergeschweißte Baugruppen trennen lassen. Und: Dank einer Neuentwicklung lassen sich nun auch zwei absorbierende Materialien schweißen.
Mit dem „Unwelding-Prozess“ hat LPKF, Fürth, dem Laser-Kunststoffschweißen eine weitere Variante hinzugefügt. Lasergeschweißte Baugruppen lassen sich jetzt wirtschaftlich mit einem speziellen Laserprozess trennen. Auch dort integrierte Bauteile gelangen dank einfacher und schneller Bauteilöffnung zurück in den Wertstoffkreislauf.
Tobias Jaus, Projektmanager für das neue Verfahren, erläutert: „Das Kapseln von Baugruppen ist typischerweise einer der letzten Schritte in der Wertschöpfungskette. Wenn das hochwertige Innenleben aus irgendwelchen Gründen überarbeitet werden muss, ging das bislang selten zerstörungsfrei. Das hat sich jetzt geändert.“ Bei dem neuen Verfahren erhitzt ein Laserstrahl ein bereits geschweißtes Bauteil exakt in der Schweißkontur so weit auf, dass der obere Fügepartner abgehoben werden kann.
Mit einer Vielzahl von Versuchen im Technikum wurde der Trennvorgang entwickelt und hinsichtlich eines schonenden Energieeintrags und kurzer Zykluszeit optimiert. Auf Basis weiterer Tests konnten die passenden Werkzeugkonzepte zum prozesssicheren Entschweißen unterschiedlicher Bauteilgeometrien identifiziert werden. Ein wichtiger Vorteil gegenüber anderen Verfahren: Höhenunterschiede, die bereits im Schweißprozess vorhanden waren, beeinträchtigen das Entschweißen nicht.
Das Entschweißen ist sehr wirtschaftlich: Es nutzt ähnliche Lasersysteme und -verfahren wie der Schweißvorgang, ist aber bei der Prozessführung und beim Werkzeuglayout auf die Abnahme der oberen Fügepartners ausgerichtet. In der Serienproduktion könnte ein Konzept darin bestehen, fehlerhafte Baugruppen nach der Endmontage erneut durch die Schweißsysteme laufen zu lassen, nachdem das Werkzeug getauscht wurde. Andere Ansätze, insbesondere bei Inline-Produktionssystemen zum Laserschweißen, setzen auf ein Einzelnes Lasersystem als Ergänzung für das Trennen der Fügepartner, das dann zum Beispiel auch für Produktentwicklung oder Materialtests zur Verfügung steht.
Nach der Trennung der Bauteilhälften kann eine Überarbeitung des verbauten Innenlebens oder dessen Entfernung stattfinden, oder das Kunststoffbauteil wird sortenrein nach oberen und unteren Fügepartner recycelt. Die zum Patent angemeldeten Methode ist bereits bei Industriepartnern in der Erprobung.
Absorbierend mal zwei
Aufgrund der steigenden Energiepreise, Umweltauflagen und neuen Anforderungen an die Werkstoffe, hat LPKF, Fürth, das Laserschweißens von zwei absorbierenden Fügepartnern weiterentwickelt. Mit dem Verfahren ATA (Absorbing to Absorbing) lassen sich sowohl gleiche als auch unterschiedliche Werkstoffe verschweißen; auch farbige und transparente Materialien. Im Vergleich zu bestehenden Verfahren, wie IR-Schweißen, Heizelement-Schweißen und Heißgasschweißen sparen die Nutzer Zeit und Energie.
Die Lösung der Fürther ist platzsparend und punktet mit Energieeffizienz und moderner Prozesskontrolle. Für das neue ATA System hat das Unternehmen ein Patent angemeldet. Die Maschine ist ab sofort erhältlich und wird auf der Fakuma gezeigt.
Neben dem neuen Verfahren zeigt das Unternehmen weiter Maschinen auf der Messe, auch zur Integration für vollautomatisierte Linien. Besteht der Bedarf einer kundenspezifischen Lösung, kommen Sonderlösungen aus dem Portfolio zum Einsatz. Mit der Software ProSet3D können Prozesse schnell und einfach eingerichtet werden und mit dem Softwarepaket WeldApp haben Nutzer alles auf einem Bildschirm im Blick. Des Weiteren können wichtige Prozessdaten an ein übergeordnetes MES weitergeben oder auch lokal in der Maschine abgespeichert werden.
Die Maschinen verfügen neben der konventionellen Fügewegüberwachung eine weitere Prozesskontrolle mittels Thermokamera. Die Überwachung lässt sich kundenspezifisch einstellen. Beratung gehört zum Kundenservice dazu, angefangen von der Materialfindung, über das Design bis hin zu Schweißversuchen im firmeneignen Anwendungszentrum.
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