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Schneiden und Schmelzentgraten technischer Thermoplaste mittels Laserstrahlung

04.02.2000 - (idw) Laser Zentrum Hannover e.V.

Bei thermoplastischen Blasformteilen müssen nach dem Fertigungsprozess zum einen umgebende Butzenmaterialien abgetrennt, zum anderen die im Bereich der Werkzeugtrennebene zurückbleibenden Filmgrate entfernt werden. Zur Zeit werden meist mechanische Nachbearbeitungsmethoden (Stanzen) eingesetzt, die infolge von Messerverschleiß oder hoher Anforderungen an die Positioniergenauigkeit der Werkzeuge oft zu einer nicht ausreichenden Oberflächenqualität führen.
Durch den Einsatz des Lasers zum Schneiden und Schmelzentgraten von Blasformteilen aus technischen Thermoplasten kann die Oberflächenqualität erheblich verbessert werden, nicht zuletzt weil der Laser einen kraftfreien, kontaktlosen und damit verschleißfreien Trenn- und Anschmelzvorgang bietet. Untersuchungen zur Bestimmung maßgeblicher Einflussfaktoren auf den Bearbeitungsprozess sind am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) durchgeführt wurden.
Zum Schneiden wurden ein Diodenlaser- (100 W) sowie ein CO2-Lasersystem (220 W) verwendet. Für die Bearbeitung mit beiden Laserarten konnte das Auftreten von Oberflächenschädigungen (Anschmelzen von Oberflächenbereichen hinter der Quetschnaht) sowie Anhaftungen geschmolzenen Kunststoffes zwischen Butzen und Formteiloberfläche durch die geeignete Wahl der Streckenenergie vermieden werden. Sowohl mit dem CO2-Laser als auch mit dem Diodenlaser wurden vergleichsweise hohe Prozessgeschwindigkeiten realisiert. Eine wesentliche Einflussgröße hierbei ist die Art und Menge an Zuschlagstoffen (Ruß- und Farbpigmente, Verstärkungsstoffe) im Polymer.
Die durchgeführten Untersuchungen belegen die generelle technische Machbarkeit des Entbutzens thermoplastischer Blasformteile mittels Laserstrahlung. Zur industriellen Umsetzung dieses technologischen Ansatzes sind weiterführende Strahlführungs- und Strahlformungskonzepte sowie Handhabungsstrategien geplant. Ferner ist der Einfluss unterschiedlicher Filmdicken im Bereich der Quetschnaht sowie (insbesondere für den Einsatz des Diodenlasers) geänderter Pigmentierungen auf die Prozessgeschwindigkeit und -qualität weiter zu quantifizieren. Das LZH wird an dieser Problematik weiterarbeiten.

Für mehr Information:
Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Dipl.-Ing. Oliver Thürk
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-371
Fax: +49 511 2788-100
e-mail: th@lzh.de
http://www.lzh.de
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