高精度、局所的なエネルギー入力および清浄度のために、レーザーは現在、多くの生産分野で認められたツールになっています。このプロセスは粒子を含まないため、医療技術などの業界のクリーンルームでの生産に適しています。この目的のために、プラスチックレーザーポインター溶接の専門家であるEvosys Laser（Elangen、ドイツ）は、この分野でオーダーメイドの機械を製造しました。
「基本的な原則は単純です」とウィレンバーグは説明しました。レーザービームは、処理するエッジよりわずかに幅が広くなっています。シートはその厚さ全体にわたって溶融し、表面張力により、溶融物がバリを確実に吸収します。 「秘訣は、プロセスパラメータを正しく設定することにあります。低強度では、コーナーがわずかに丸みを帯びますが、高強度では、半円形またはキノコ型の輪郭を作成してエッジを補強できます。プロセスパラメータを作成する場合、FraunhoferILTの研究者は角の丸みと局所的な微細構造のトレードオフに特に注意してください。これまでのテストでは、厚さ0.2mmと4mmの薄いスライスを処理できることが示されています。
ウィレンバーグは、ダイオード、ファイバー、およびディスクレーザーをビーム源として使用できると考えていますが、ほとんどの場合、連続ファイバー結合ダイオードグリーンレーザーポインターで十分です。> 「レーザー出力は、シートメタルの厚さと必要な速度に大きく依存します。」「タスクに応じて、必要なレーザー出力は100〜5000Wです。」ビームはエッジの厚さよりわずかに広くする必要があります。このレーザーで十分だからです。レーザー溶接と同様に、シールドガスノズルは酸化を防ぐための良い方法であることが証明されています。
レーザーは鋭いエッジをバリ取りできることが証明されていますが、ユーザーはレーザーベースの研磨で表面性能を改善することをますます求めています。たとえば、ドイツの自動車サプライヤーは、このプロセスを大量生産で使用してギアボックスコンポーネントの微小欠陥を排除し、それによって疲労強度を最大200％向上させました。アーヘンの2つの研究所は、新しく立ち上げられたLaserEdgeプロジェクトでこの問題を解決したいと考えています。 「特に周期的応力成分について、レーザー研磨によって疲労強度を改善する方法を研究したい。また、高強度鋼を成形するときにエッジクラック感度を低下させることができるかどうかを分析する」とフォートウィリアムは述べた。プロジェクトパートナーのIEHKは、ボディ基板のレーザーエッジリファイニングに特に関心を持っています。たとえば、高度な高強度鋼で作られた材料は、軽量構造の高強度材料として証明されており、長年にわたってアルミニウム合金に取って代わることができます。
医療技術はプラスチックのブルーレーザーポインター溶接から恩恵を受けます
医療機器や消耗品は、レーザーによって衛生的に製造することができます。エンドカスタマー向けのスマートソリューションのトレンドは、特に即時ケアおよび薬物送達システムの分野で発展しています。これらのソリューションでは、必要な高感度の電子機器とメカトロニクス製品が高いパッケージ密度を持つ必要があります。このようなシステムの最終組み立てには、通常、接着剤による接着またはレーザー溶接のみが使用されます。レーザー溶接は粒子がなく、きれいで、添加物が含まれていないため、この分野での最初の選択肢です。高出力のレーザーポインターは、害虫やカラス撃退することができます。
レーザー溶接の波長は2µmです。添加剤を必要としないため、医療製品にとって特にエキサイティングです。いわゆる「透明-透明」溶接は、多くの一般的に使用される材料（ポリプロピレン、メチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンおよび環状オレフィンコポリマー）に使用でき、マイクロフルイディクスの製造に適しています。同様に、新しい治療法の継続的な開発により、ヘルスケアの分野では信頼性の高い製造プロセスの重要性が急速に高まっています。 Evosysのシステムは、生産がGMP標準に従って実行されることを簡単に保証し、最も要求の厳しいタスクを習得するための理想的な条件を提供します。
高度なレッドレーザーポインタービーム制御による異種金属溶接
バスバー溶接の電気自動車の例では、いくつかの必要条件があります。まず、レーザー溶接は優れた電気伝導性と熱伝導性を示さなければなりません。特に導電率の点で妥協すると、車両の走行距離が減少し、必要な充電頻度が増加し、所有者の運用コストが増加します。これらはすべて望ましくない結果です。さらに、バスバー溶接部は、車両に使用したときに装置が継続的な振動と時折の衝撃を受けるため、高い機械的強度を備えている必要があります。
同じまたは類似の材料を紫色レーザーポインター溶接すると、溶接部に真の冶金学的結合が形成されます。つまり、融合ゾーンは基板と同じ組成を持ち、理想的には同じ機械的特性（たとえば、引張強度、延性など）を持ちます。場合によっては、異なる材料が望ましい特性を備えた安定した合金を形成します。たとえば、銅と亜鉛を組み合わせて真鍮を作ることができます。ただし、他の多くの材料は、結合して冶金学的に安定した合金を形成しないか、許容可能な特性を備えた合金を形成しません。
未使用の金属間に真の冶金学的結合を形成できる場合、1つの解決策は、機械的な「もつれ」を作成することです。つまり、異種の金属は、物理的に一緒にとどまるように空間的に混合されます。 、接続の十分な機械的強度を与えることができます。これは、材料内の一連の歪んだ「スパイク」が互いに浸透し、溶接部を一緒に保持していると考えることができます。
この機械的接続を実現する1つの方法は、2つの部品を物理的に押し付けてから、一連のレーザーパルスを使用して、2つの材料を局所的な空間的に制限された方法で溶融することです。ただし、この方法を使用して溶融池のダイナミクスを制御することは事実上不可能であり、通常、不十分な表面品質が発生します。これらのピンを十分に作成することにより、良好な機械的接続を簡単に実現できます。その結果、プロセスは完全に一貫していません。基本的に、同じ目的を達成するために、レーザー溶接の代わりに超音波溶接を使用することができます。