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LPKF Laser & Electronics AG Plastic Welding Division

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LPKF – Pionier im Laser-Kunststoffschweißen

LPKF Laser & Electronics AG ist Weltmarktführer in verschiedenen Bereichen der Mikromaterialbearbeitung mit dem Laser. Der Geschäftsbereich Laser Welding am Standort Erlangen ist ein innovativer Technologieführer für das Laserstrahl-Kunststoffschweißen.

Der Bereich Laser Welding vereint Kompetenzen im industriellen Einsatz der Lasertechnologie und Laseroptik, der Präzisions-Antriebstechnik und der Steuerungstechnik – und setzt diese Fähigkeiten weltweit in besonders leistungsfähige, wartungsarme und wirtschaftliche Lasersysteme um. Er wurde ursprünglich 2001 durch ehemalige Mitarbeiter des Bayerischen Laserzentrums, ebenfalls Sitz in Erlangen, als LaserQuipment AG gegründet und 2005 als strategisches Geschäftsfeld in den LPKF-Konzern eingegliedert. Die in der Zwischenzeit auf mehr als 125 Mitarbeiter angewachsene Konzernbereich beschäftigt nun neben Mitarbeitern in der Verwaltung, Produktion und Entwicklung auch Physiker, Ingenieure und Techniker in einem eigenen Anwendungszentrum. Für die internationalen Kunden steht weltweit ein geschultes Servicepersonal für Inbetriebnahmen und Serviceleistungen zur Verfügung. Dazu gibt es eigene Auslandsniederlassungen in USA und Asien sowie Vertriebspartner in vielen Ländern (Europa, Asien, Amerika). Die eigene Auftragsfertigung kann bei Produktionsspitzen oder beim Serienanlauf der Kunden jederzeit unterstützend mit einspringen. „LPKF schafft gemeinsam mit den Kunden Lösungen - das ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Unternehmens“, so Dipl.-Ing. Frank Brunnecker, Senior Vice President Laser Welding,

Expansion als Reaktion auf stetiges Wachstum

Anhaltende zweistellige Wachstumsraten in den letzten Jahren durch eine stetig wachsende Auftragslage erfordern kontinuierliche Optimierungen der Prozesse und Systeme.

So wird ab August 2013 die Produktionsfläche mehr als verdoppelt, das Anwendungszentrum für Machbarkeitsstudien und Maschinenkonzepte von Kunden vergrößert sowie ein neues Kundentechnikum, das interessierten Unternehmen einen besseren Zugang zur Technologie bietet, eingerichtet. Zugleich ist dadurch eine deutliche Reduktion der Lieferzeiten sowie eine Qualitätssteigerung der Systeme zum Laser-Durchstrahlschweißen von Kunststoffen, die LPKF Laser Welding entwickelt und vertreibt, geplant.

Sicherung der Technologieführerschaft durch Ausbau des Produktportfolios

Zum Portfolio gehören Stand-Alone-Systeme für Klein- und Mittelserien, aber auch besonders kompakte Laserköpfe, die sich unabhängig von Laserquelle und Steuerung direkt in eine bestehende Linie integrieren lassen. Darüber hinaus bietet LPKF ein patentiertes, robotergestütztes Verfahren zur spannungsarmen Schweißung großer Freiformbauteile wie Kfz-Rückleuchten. Für Herbst 2013 ist die Markteinführung einer komplexen Hochpräzisionsanlage mit revolutionärer neuer Technik geplant.

Das LPKF TwinWeld3D Laser-Schweißsystem: während der Roboter im Inneren schweißt, kann der Bediener das zweite Nest des Rundschalttisches bestücken.

Technologievorsprung durch aktiven Austausch

„Neben unserer Innovationskraft können wir immer auf den interdisziplinären Austausch mit Hochschulen zurückgreifen, der uns bei der Entwicklung neuer Systeme und Verfahren zu Gute kommt. Das schätzen auch unsere Kunden“, so Dipl.-Ing. Frank Brunnecker, Senior Vice President Laser Welding.

Über LPKF

Die LPKF Laser & Electronics AG wurde 1976 gegründet. Der Stammsitz befindet sich in Garbsen bei Hannover. Das Unternehmen produziert Maschinen und Lasersysteme, die in der Elektronikfertigung, der Medizintechnik, der Automobilindustrie und bei der Herstellung von Solarzellen zum Einsatz kommen. Rund 20 Prozent der Mitarbeiter sind im Bereich der Forschung und Entwicklung beschäftigt.

Technologien

LPKF Laser-Kunststoffschweißen – führend in Technologie und Anwendung

Der Bereich Laser Welding der LPKF Laser & Electronics AG ist der führende Anbieter von Systemlösungen zum Laserschweißen von Kunststoffen. Durch die Prozessentwicklung im eigenen Anwendungszentrum und die Möglichkeit zur Prototypenfertigung bietet es dem Kunden Fachwissen in Sachen Laser- und Kunststofftechnik, Materialbearbeitung sowie umfangreiche Prozesserfahrung.

Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Automobilzulieferindustrie

Insbesondere bei anspruchsvollen Fügeaufgaben bei Anwendungen in der Automobilzulieferindustrie, der Medizintechnik und der Elektronikindustrie ersetzt das Laser-Kunststoffschweißen heute herkömmliche Verfahren: Es kommt mit einfachen Werkstückaufnahmen aus, erzeugt optisch ansprechende Schweißnähte und reduziert durch ausgefeilte Überwachungstechnologien beim Schweißprozess die Ausschussrate.

Die Vorteile des Laser-Kunststoffschweißens liegen auf der Hand: sauberes und absolut partikelfreies Fügen gepaart mit Kostenreduktion. Mit dem stetig steigenden Kostendruck in der Industrie gewinnt diese intelligente Fügetechnik immer mehr an Bedeutung.

Bei diesem Verfahren wird ein für die Wellenlänge der Laserstrahlung transparenter Werkstoff mit einem absorbierenden verbunden. Der Laserstrahl fokussiert sich durch das lasertransparente Formteil hindurch auf den absorbierenden Fügepartner, wodurch dieser oberflächlich aufschmilzt. Das durchlässige Bauteil wird mit einer definierten Kraft angepresst und durch Wärmeleitung ebenfalls plastifiziert. So entsteht eine stoffschlüssige, sichere Verbindung.

Kunststoffschweißen in der dritten Dimension für Kfz-Rückleuchten

Laser-Kunststoffschweißen zeichnet sich durch minimale Materialbelastung und hochwertige Schweißnähte aus. Einen weiteren Evolutionsschritt stellt das von LPKF entwickelte TwinWeld3D-Verfahren dar. Ein robotergeführter Laserkopf schweißt große Bauteile in einem Wärmefeld zuverlässig und schnell.

Das LPKF Hybridschweißen ist insbesondere für räumlich angelegte Schweißnähte in großen Bauteilen wie z.B. bei Kfz-Rückleuchten konzipiert. Der robotergeführte Schweißkopf ist zusätzlich mit Halogenstrahlern versehen, deren polychromatische Strahlung ein Wärmefeld bildet. Der Laserstrahl bildet eine lokal fein begrenzte Schweißnaht, das Halogenlicht heizt die unmittelbare Umgebung auf und erwärmt den oberen Fügepartner. Das sorgt für einen flacheren Temperaturanstieg, niedrigere Eigenspannungen und eine gesteigerte Fehlertoleranz. Der Schweißprozess benötigt weder teure Spannvorrichtungen noch Werkzeuge, sondern lässt sich vollständig am Computer steuern. Weil auch der sonst übliche Temperprozess eingespart wird, wartet das Verfahren mit erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen auf.

Neben der Fokussieroptik führt der Roboter eine drehbare Spannrolle mit sich. Sie sorgt für den benötigten Fügedruck, daher kann auf ein sonst übliches Oberwerkzeug verzichtet werden. Für einen sicheren Fügeprozess reichen einfache Werkstückauflagen aus. Damit sinken die projektspezifischen Kosten auf ein Minimum, und auch die gemischte Fertigung rückt in erreichbare Nähe. So verweist LPKF auf eine bereits existierende Serienproduktion für eine High-Level Fahrzeugrückleuchte mit Lichtleittechnik und sieht weitere Anwendungen im Automotive-Bereich insbesondere bei großen Blenden und Armaturen, Benzintanks und Schiebedächern.

Kfz-R├╝ckleuchte f├╝r einen koreanischen Luxusklassewagen: Die LPKF Hybridschwei├čtechnik erlaubt eine ausgefeilte Leuchten-Geometrie, die Schwei├čnahtg├╝te besticht durch Brillanz und Ruhe. Zudem ist der Einsatz moderner Lichtleit-Technologie m├Âglich, die ein

Kfz-R├╝ckleuchte f├╝r einen koreanischen Luxusklassewagen: Die LPKF Hybridschwei├čtechnik erlaubt eine ausgefeilte Leuchten-Geometrie, die Schwei├čnahtg├╝te besticht durch Brillanz und Ruhe. Zudem ist der Einsatz moderner Lichtleit-Technologie m├Âglich, die ein

Kfz-Rückleuchte für einen koreanischen Luxusklassewagen: Die LPKF Hybridschweißtechnik erlaubt eine ausgefeilte Leuchten-Geometrie, die Schweißnahtgüte besticht durch Brillanz und Ruhe. Zudem ist der Einsatz moderner Lichtleit-Technologie möglich, die ein 3-dimensionales Raumgefühl entstehen lässt.

Prinzip Laser-Kunststoffschweißen

Beim Laser-Durchstrahlschweißen werden zwei Komponenten mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften für die Wellenlänge des Schweißlasers sicher miteinander verbunden. Oft bestehen beide aus dem gleichen Kunststoff, der laserabsorbierende Fügepartner wird mit einem Additiv – meist Ruß – gefüllt.

Der Laserstrahl durchdringt den lasertransparenten oberen Fügepartner und schmilzt den darunterliegenden laserarbsorbierenden Fügepartner im Bereich der Schweißnaht auf. Durch Wärmeleitung, unterstützt durch einen moderaten Fügedruck, schmilzt auch der obere Fügepartner. Nach dem Erkalten sind beide sicher miteinander verbunden. Die Festigkeit dieser Laserschweißnaht ist der im vollen Material ähnlich und erreicht nahezu den Schweißfaktor 1.

Prinzipskizze Laser-Kunststoffschwei├čen

Prinzipskizze Laser-Kunststoffschwei├čen

Innovation 1

Schwei├čkopf mit Schaltschrank

Schwei├čkopf mit Schaltschrank

Innovation 2

LPKF InlineWeld 6200

LPKF InlineWeld 6200

Innovation 3

Innovation 4

LPKF PowerWeld 2600

LPKF PowerWeld 2600

Innovation 5

Innovation 6

Hybridschweißen von Kfz-Rückleuchten mit der LPKF TwinWeld3D

Mit der LPKF TwinWeld3D lassen sich strukturelle Bauteile im industriellen Prozess bei geringen Stückkosten sicher schweißen. Beispiele hierfür sind Kfz-Rückleuchten und Motorbaugruppen. Der patentierte Prozess findet als Hybridschweißen in einem Wärmefeld statt.

  • LPKF TwinWeld3D - Vollansicht, sowie Schwei├čkopf mit Leuchte

    LPKF TwinWeld3D - Vollansicht, sowie Schwei├čkopf mit Leuchte

  • LPKF TwinWeld3D Vollansicht

    LPKF TwinWeld3D Vollansicht

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