Kunststofflaserschweißverfahren Schnelle Taktzeiten und geringe Investitionen beim zweistufigen Laserschweißen

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In der Medizintechnik, Diagnostik und Pharmatechnik gibt es besondere Anforderungen an Materialeigenschaften. Produkte sind in vielen Fällen bereits zugelassen und dokumentierte Prozessabläufe müssen eingehalten werden. Das zweistufige Laserschweißen kann die Antwort darauf sein, Produkte nicht nochmals zulassen zu müssen, die Prozesssicherheit zu erhöhen oder wirtschaftliche Skalierbarkeit anders zu denken.

Etablierte Kunststofflaserschweißverfahren sind in der Produktentwicklung nicht mehr wegzudenken und bieten eine wichtige Alternative zum Kleben, Schrauben, Ultraschallschweißen oder anderen traditionellen Fügetechnologien. Das zweistufige Laserschweißen, Evo2Step, erweitert nun die Möglichkeiten gegenüber dem herkömmlichen einstufigen Verfahren noch einmal deutlich und bringt v. a. bezüglich der Entwicklungszeiten und Anschaffungskosten Vorteile mit sich.

Während die klassischen Laser-Durchstrahlschweißverfahren auf einer Kombination aus transparentem und absorbierendem Kunststoff basieren, eröffnet ein neuer Ansatz zusätzliche Freiheitsgrade: das Laserschweißen zweier absorbierender Bauteile.

Prinzip des Laserschweißens mit zwei absorbierenden Partnern

Beim konventionellen Laser-Durchstrahlschweißen durchdringt der Laserstrahl ein transparentes Oberteil und wird erst im absorbierenden Unterteil in Wärme umgewandelt. Das neue Verfahren geht einen anderen Weg: Beide Fügepartner sind laserabsorbierend. Die Energieeinbringung erfolgt über einen kontrollierten Oberflächenprozess, bei dem die Grenzflächen gezielt aufgeschmolzen und anschließend unter Druck verbunden werden.

So entstehen partikelfreie und dichte Verbindungen mit einer sehr hohen Festigkeit – und das ohne Zusatzstoffe, Klebstoffe oder Lösungsmittel.

Anwendungsbeispiele in der Medizintechnik

• Fluidikmodule und Analyse-Kartuschen: hermetische Abdichtung, partikelfreie Verbindungen

• Sensor- und Elektronikgehäuse: Feuchtigkeitsresistente, hochfeste Gehäuse ohne thermische Belastung der Elektronik

• Einwegprodukte: schnelle Taktzeiten, automatisierbar, Prozesssicherheit

Vorteile für bestehende Projekte

Ein zentraler Vorteil für Medtech-Anwendungen: Bestehende Spritzgusswerkzeuge und Bauteildesigns können häufig weiterhin genutzt werden. Das spart Entwicklungszeit und Investitionen und macht den Wechsel auf Laserschweißen für Bestandsprodukte besonders attraktiv.

Weitere Vorteile

• Keine Notwendigkeit für lasertransparente Materialien

• Dickwandige und komplexe Bauteile schweißbar

• Kompatibel mit Reinraum- und Serienfertigung

• Energieeinbringung ausschließlich in der Schweißrippe, empfindliche Innenkomponenten bleiben unberührt

• Kurze Umrüstzeiten, hohe Flexibilität und niedrige Produktionskosten

Fazit

Das Laserschweißen mit zwei absorbierenden Kunststoffbauteilen stellt eine konsequente Weiterentwicklung der Fügetechnologie dar – speziell für die hohen Anforderungen der Medizintechnik. Es verbindet Prozesssicherheit, Reinheit und Designfreiheit mit wirtschaftlicher Umsetzbarkeit – selbst in bestehenden Projekten.

Für Hersteller medizinischer Geräte bedeutet das:

• Mehr Freiheit im Design

• Weniger Restriktionen durch Materialtransparenz

• Einfachere Umstellung bestehender Fertigungslinien

• Höhere Produktqualität bei gleichzeitig reduzierten Prozesskosten

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