汉诺威新型焊接头实现热塑性塑料大面积连接

汉诺威激光中心（LZH）与六个合作伙伴共同开发的设备和工艺，使用具有九个独立激光点的新型焊接头，可以实现热塑性塑料与热塑性塑料以及热塑性塑料与金属的大面积连接。

迄今为止，聚合物部件的激光焊接工艺主要用于制造狭窄的焊缝，例如用于微流体应用或焊接电子部件和容器。要在较大的连接面上连接热塑性塑料，需要一个大的激光点。在MULTISPOT项目中，LZH与四个中小型企业（SMEs）和两个相关的合作伙伴一起，开发了一种新的工艺，不仅可以将热塑性塑料与热塑性塑料连接起来，还可以将热塑性塑料与金属大面积地连接起来。

新型的焊接头使热塑性塑料与热塑性塑料以及热塑性塑料与金属的大面积连接成为可能。图片来源：LZH．

可单独设置激光功率

为此，neoLASE和相干公司开发了一个二极管单元，有九个可单独控制的二极管堆。其特别之处在于，各个光点的激光功率可以相互独立地调整。通过Sill Optics公司专门开发的光学器件，从而可以调整强度分布。

通过这种方式，可以根据材料的局部厚度和性质以及焊接的几何形状来调整焊缝中的温度。接着，LMB自动化有限公司将这些部件组合在一个焊头中。这是由PRIMES有限公司的测量设备实现的，用它可以首次测量多焦点光学。

为此，neoLASE和Cohero开发了一种具有九个可单独控制的二极管堆栈的二极管单元。特点：斑点的激光功率可以相互独立调节。使用Sill Optics专门开发的光学元件，因此可以调整强度分布。

通过这种方式，可以根据材料的局部厚度和性质以及焊缝几何形状来调节焊缝中的温度。然后，LMB Automation GmbH 将这些组件组合在一个焊接头上。PRIMES公司的测量设备使这一发展成为可能，利用该设备可首次测量多焦距光学器件。

LZH的工艺和软件开发

新焊头的工艺由LZH的科学家开发，为了实现热塑性塑料与金属的最佳连接，他们事先对金属进行了结构设计。然后，他们将工件的金属加热到一定程度，使塑料通过热传导融化并与金属牢牢结合。使用该工艺，他们能够成功地将热塑性塑料门元件连接到金属框架上。

该工艺被用于在大众汽车的车门演示器上将热塑性塑料与金属接合。图片来源：LZH．

该过程的自动化对于其在汽车制造业的批量生产中的使用非常重要。为此，科学家们与LMB自动化公司一起，开发了在机械臂上使用焊接头的概念，还编写了必要的软件程序。因此，在移动机械臂时，可以精确地保持指定的激光功率曲线。大众汽车公司在实际实施过程中提供了支持，并提供了示范部件。

MULTISPOT项目由德国联邦教育和研究部资助，是KMU－Innovativ的一部分。