LZH､多焦点レーザオプティクスでサーモプラスチックを大面積接合

February, 21, 2022, Hannover--新しいタイプの溶接ヘッドは､9個の個別レーザスポットを持ち､サーモプラスチックがサーモプラスチックと､またサーモプラスチックは大面積の金属に接合できる｡LZHは､6パートナーと共に溶接装置とプロセスを開発した｡

ポリマコンポーネント用のレーザ溶接プロセスは､マイクロフルイディックアプリケーション､溶接電子コンポーネントやコンテナ向けに､主に細い溶接ビームを作るために利用されてきた｡大きなレーザスポットは､大きな接続面でサーモプラスチックを結合するために必要である｡しかし､それは､一定の強度分布でワークピースにエネルギーを投入することしかできない｡これは､特に曲線に関与する｡曲線の外側では､古典的なアプローチでは供給エネルギーが少なすぎ､一方内側では供給エネルギーが多すぎる｡

プロジェクトMULTISPOTでは､LZHは,SMEsエンタプライズ4社および関連パートナー2機関と共に､サーモプラスチックをサーモプラスチックに接合し,サーモプラスチックを大面積の金属にも接合する新しいプロセスを開発した｡

フィールドでレーザパワーを個別に設定
この目的のために､neoLASE GmbH and COHERENT Inc.が､9個の個別に制御可能なダイオードスタックを持つダイオードユニットを開発した｡スポットのレーザパワーは､相互に独立調整可能である｡Sill Optics GmbH & Co. KGの特別に開発されたオプティクスにより､その結果､強度分布を調整することができる｡こうして､溶接温度は､局所的厚さおよび材料の性質に従い調節できる｡溶接形状も同様である｡LMB Automation GmbHは､一つの溶接ヘッドにコンポーネントを統合した｡開発は､PRIMES Gmbの計測デバイスにより可能になった｡これにより､初めて､多焦点オプティクスの計測が可能になる｡

LZHがプロセスとソフトウエアを開発
新しい溶接ヘッドのプロセスは､LZHの研究者が開発した｡サーモプラスチックと金属の最適接続には､前もって金属を構造化する｡次に､ワークピースの金属を､熱伝導でプラスチックが溶ける程度に加熱し､金属にしっかりと接合する｡そのプロセスを利用して､サーモプラスチック･ドア･エレメントを金属フレームに結合することに成功できた｡

プロセスの自動化は､自動車製造の連続生産で利用するには重要である｡この目的のためにLMB Automation GmbHとともに､ロボットアームの溶接ヘッド利用コンセプトを開発し､必要なソフトウエアプログラムを書いた｡結果､ロボットアームを動かす際に､特別なレーザパワープロファイルが正確に維持できるようになった｡Volkswagen AGが､実装をサポートし､デモンストレータパーツを利用可能にした｡

(詳細は､https://www.lzh.de)