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Quasi-simultan - abschmelzen als Prozesskontrolle

Anstelle eines einmaligen Abfahrens der Schweisskontur, wird diese mehrmals pro Sekunde abgerastert. Die Schweissnaht erwärmt sich schrittweise über die ganze Länge und schmilzt überall zur gleichen Zeit. Durch Spanndruck wird der verflüssigte Kunststoff aus der Schweissnaht herausgedrückt und der Kunststoff darunter weiter angeschmolzen. Über die Zeit ergibt sich ein Abschmelzen einer Schweissrippe in der Schweissnaht und ein Setzweg wird messbar - ähnlich wie beim Ultraschall- oder Vibrationsschweissen. 

 quasisimultan DE

Da der Laserstrahl für quasi-simultanes Schweissen sehr schnell bewegt werden muss, wird üblicherweise ein Galvo-Scanner als Optik verwendet. Je nach Linse des Galvo-Scanners können unterschiedlich grosse Arbeitsfelder gescannt werden. Mit der Grösse des Arbeitsfelds nehmen aber auch die Grösse des Spots des Laserstrahls sowie des Arbeitsabstands zu.

Die Schweissrippe hat ein rechteckiges Design und befindet sich vorteilsweise im unteren Bauteil. Dies unterscheidet das Laserschweissen vom Ultraschall- oder Vibrationsschweissen, wo mit dreieckigem Schweissrippen gearbeitet wird, welche sich meist im oberen Bauteil befinden.

quasisimultan detail DE
Für die während des Setzwegs austretende Schmelze kann ein Leervolumen im Design vorgesehen werden um diese gezielt aufzufangen. Die Schmelze ist dann von aussen nicht sichtbar und kann im inneren des Bauteils auch keine heiklen Teile wie z.B. Elektronik beschädigen. 

Je nach verwendetem Material kann es beim Setzweg zunächst zu einer Expansion infolge Wärmeausdehnung kommen, bevor der Kunststoff plastifiziert und die Setzwegbewegung startet. Nach Ausschalten des Lasers stoppt der Setzweg nicht sofort, da der Kunststoff zuerst abkühlen muss, bevor er schlussendlich erstarrt und der Setzweg endet.

Setzweg DE

Mit Wegmesssensoren an der Spannvorrichtung kann der Setzweg erfasst werden. Die erfassten Messdaten dienen dann der Prozesssteuerung oder Qualitätsauswertung. Ausserdem kann kann der Setzweg bei konstanter Schweisszeit mit einem Sollwert verglichen werden.
Bei aktiver Prozesssteuerung schaltet der Laser nach Erreichen eines definierten Setzwegs automatisch aus. 

 

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