Primeur van LPKF op K2013: laserlassen met 1940 nm

In de kunststofindustrie is het laserlassen veel gangbaarder dan in de metaalverwerking. Tot nog toe wordt voornamelijk lasertransmissielassen toegepast. De laserstraal gaat door het bovenste deel heen en smelt het onderste deel, waarna een hechte verbinding ontstaat. Het nadeel hiervan is dat je altijd één materiaal nodig hebt dat transparant is – althans voor de laser – en één materiaal dat absorbeert. Moet je twee volledig transparante kunststoffen laserlassen, dan voegt men additieven toe waardoor een van beide materialen voor de laser niet meer transparant is. Dit is voor bepaalde toepassingen echter geen bruikbare oplossing, aldus Holger Aldebert, vice division manager bij LPKF Laser & Electronics. Bijvoorbeeld als het om medische toepassingen gaat. Ook zijn deze additieven kostbaar. Vaak grijpen fabrikanten daarom naar het ultrasoonlassen, dat echter als nadeel heeft dat kleine partikels los kunnen komen, wat men bij onder andere medische applicaties niet wil.

Clear Joining technologie

Samen met enkele andere bedrijven en onderzoeksinstellingen heeft de machinebouwer daarom een nieuwe technologie ontwikkeld om het laserlassen van transparante kunststoffen zonder deze additieven mogelijk te maken. Op de K 2013 in Düsseldorf  demonstreert LPKF de Clear Joining technologie, die bij een van de klanten al in de productie in gebruik is. Deze klant produceert zogenaamde labs on an chip, kunststof plaatjes met microkanalen die je kunt gebruiken om snel bloedtesten of andere analyses te doen. In plaats van de gebruikelijke golflengte van 940 nm werkt de Clear Joint laser met een golflengte van 1940 nm. Holger Aldebert: ‘Beide kunststofdelen absorberen het licht met deze golflengte, waardoor de materialen met elkaar versmelten. Dit werkt bij alle transparante polymeertypen.’ Het feit dat beide onderdelen smelten is meteen ook het nadeel, geeft hij toe. Dat neemt niet weg dat men met de nieuwe LPKF PrecisionWeld machine heel nauwkeurig kan laserlassen, nauwkeuriger dan met welke machine dan ook. De lasnaad is 100 µm breed, de positioneerherhaalnauwkeurigheid van de machine is 10 µm.

Een van de nieuwe machines waarin PLKF het Clear Joining proces toepast, is de LPKF PrecisionWeld, die eveneens op de K 2013 in première gaat. ‘Het gaat niet alleen om de andere laserbron, die we zelf bouwen’, legt Aldebert uit. ‘We hebben ook een heel nieuwe opspanning ontwikkeld evenals de wijze waarop de componenten worden belicht.’ De machine beschikt zowel over een scanner om de laserstraal nauwkeurig over het te lassen werkstuk te bewegen als een positioneertafel. Een geïntegreerd visionsysteem draagt eveneens bij aan de hoge herhaalnauwkeurigheid waar het om het positioneren gaat. Deze ultranauwkeurige laserlasmachine is behalve met de Clear Joining technologie ook verkrijgbaar met het klassieke lasertransmissielassen.

Hoewel de nieuwe machine relatief duur is, ziet Holger Aldebert er wel degelijk een groeiende markt voor. ‘Omdat bijvoorbeeld voor de productie van een lab on a chip er geen andere laserlastechniek bestaat. Je mag hier geen additieven gebruiken en de medische industrie wil geen zwarte kunststofcomponenten, die accepteert de patiënt niet.’ Hij verwacht dat naarmate de prijs van de laserbron gaat zakken, er meer toepassingen interessant worden om met de Clear Joining technologie te verbinden. Van een verdringing van het lasertransmissielassen zal volgens hem echter geen sprake zijn.