Fenntartható megoldások a polimer lézerhegesztésben

A polimer lézerhegesztés egyre nagyobb figyelmet kap az iparban, mivel számos előnnyel jár a hagyományos hegesztési módszerekkel szemben. A Furukawa Electric Technológiai Intézet (FETI) több évtizedes tapasztalatával és innovatív eljárásaival nem csupán a polimerek összekapcsolására koncentrál, hanem problémamegoldó és ügyfélközpontú megközelítést alkalmaz az egyedi igények kielégítése érdekében.

A lézeres hegesztés egyértelmű előnyökkel bír: gyorsabb, költséghatékonyabb és jobb minőségű megoldásokat kínál különböző polimer részek összekapcsolására. Az eljárás azonban nem olyan egyszerű, mivel a polimerek különböző tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyban befolyásolják a lézerhegesztés minőségét.

Rácz Ilona, a FETI (Furukawa Electric Technológiai Intézet) anyagfejlesztő csoportjának menedzsere vezetett be minket a részletekbe:

– Kezdjük a kihívásokkal: az anyagok hővezető képessége, olvadáspontja és optikai tulajdonságai mind kritikus tényezők, illetve a lézerhegesztés során a hőhatású zóna optimális mértéken tartása is kiemelten fontos, mivel a túlzott hőhatás deformációt és anyagkárosodást okozhat, míg a túl kicsi hőhatás gyenge kötést eredményez.

– A lézersugár megfelelő fókuszának és beérkezési szögének, és a hegesztési paraméterek beállítására a FETI saját építésű robotkamráját használjuk, ami tesztek széles skálájára ad lehetőséget.

Meg kell említeni azt is, hogy a polimerek felületi tisztasága és simasága is nagyban befolyásolja a hegesztési kötés minőségét. A szennyeződések és egyenetlenségek gyengíthetik a kötést.

Csapatunk azért is kedveli a témát, mert a polimer lézerhegesztés lehetőséget nyújt új anyagok és kompozitok, például szénszál-erősítésű polimerek (CFRP) hegesztésére, amelyek hagyományos módszerekkel nehezen hegeszthetők. Így rengeteg új anyagpárosítást kipróbálhattunk, sőt projektjeink során még elektronikai komponenseket (PCB, LED) is tudtunk rögzíteni két különböző polimerréteg közé.

A FETI saját építésű robotcellája lézerhegesztési tesztek lebonyolítására:

– Ügyfeleinknél nagy előnyt jelent, hogy a lézerhegesztés automatizálható, ami növeli a termelékenységet és a hegesztési pontosságot. Ez különösen fontos az autóiparban és az elektronikai iparban.

Egy közelmúltbeli munkánk során a vibrációs hegesztéssel kellet versenyeznünk, ahol 30 méter kötést kellett létrehozni egy-egy terméken. Azáltal, hogy lézert használtunk és egy automatizált gyártócellát építettünk, a hegesztés ciklusidejét tizedére redukáltuk.

A videón a polimer lézerhegesztés tesztelése a FETI saját építésű robotcellájában:

– A FETI nagy hangsúlyt fordít a környezetvédelemre és a fenntarthatóságra, ezért is alkalmazzuk szívesen ezt a megoldást, hisz a lézerhegesztés kisebb energiafelhasználással jár, mint más hegesztési megoldások, és kisebb károsanyag-kibocsátás társul hozzá, mint például ragasztott kötések esetén, ráadásul a ragasztó anyagot is megspóroljuk.

A Furukawa Electric Technológiai Intézet harmincéves története a kutatás-fejlesztési tevékenységek széles skáláját öleli fel. Számos ipari alkalmazás, tudományos publikáció és szabadalom bizonyítja innovációs jelenlétünket. Az 50 főből álló, magasan képzett csapat elsősorban a japán anyavállalat, a Furukawa Electric Co., Ltd., európai R&D központjaként működik, de egyre növekvő számú külső partner számára is kínál egyedi megoldásokat különböző területeken, mint például szimulációs tesztek, anyagfejlesztés, autóipari fejlesztés, gyártástechnológiai optimalizálás vagy éppen az AI-alapú eszközök integrálása a gyártási folyamatokba.

A lézeres eljárások kapcsán érdemes megemlíteni, hogy az anyavállalat tavaly októberben itt a FETI-ben nyitotta meg első külföldi lézer applikációs laboratóriumát, amit a Furukawa Electric a nagyteljesítményű kék- illetve hibrid lézerével szerelt fel, melyek a rézhegesztésben és a kábelszigetelések hatékony eltávolításában kapnak fontos szerepet.

Furukawa Electric