Bestimmte Anforderungen im Fahrzeugbau lassen sich oft nur durch das Fügen von Kunststoffteilen mit unterschiedlichen Eigenschaften erfüllen. Das Laserstrahl-Kunststoffschweißen ergänzt die etablierten Fügeverfahren und eröffnet neue Anwendungsfelder. Es erfüllt alle mechanischen Anforderungen und Anforderungen an die Optik. Hinsichtlich der Kosten besteht es ohne Einschränkungen jeden Vergleich mit den herkömmlichen Fügeverfahren. Mit dem Volkswagen Touareg ist das Verfahren in Serie gegangen. So werden am Touareg an der vorderen Stoßfängerabdeckung beidseitig Halter für die Scheinwerfer-Reinigungsanlage direkt am Klasse-A-Oberflächenbereich befestigt und in einen Deckel für die Anhängerkupplung wird ein Rahmen zur Befestigung in der hinteren Stoßfängerabdeckung eingebracht. Zur Absicherung für die Serienanwendung wurden im Vorfeld Werkstoffe und Verfahren betrachtet. Eine besondere Herausforderung stellte die Skalierung in den Makrobereich auf die großen Kunststoffbauteile dar. Neben dem Laserprozess an sich sind die Werkstoffe, die Anlagentechnik und Spanntechnik für das Ergebnis ausschlaggebend. Des weiteren muss der geplante Fertigungsablauf, der Fertigungszyklus, die Verfahrensvariante etc. berücksichtigt werden. Für den Stoßfänger des VW Touareg wird ein PP-EPDM T10 mit einer bei -4O Grad C hohen Schlagzähigkeit verwendet. Beim Material für die Verstärkungsrahmen bzw. Halter handelt es sich um ein Polypropylen mit chemisch gekoppelten Glasfasern, das obwohl es für das Auge schwarz pigmentiert ist, im relevanten Wellenbereich eines Diodenlasers transparent ist. Die Schweißanlagen befinden sich in Laserschutzkabinen der Klasse 4 und sind mit Lichtschranken abgesichert. Die Stoßfänger werden in der Schweißanlage in Formaufnahmen eingelegt. Unter den Öffnungen für die Scheinwerfer-Reinigungsanlagen befinden sich Pneumatikzylinder, die die Rahmen aufnehmen und zusätzlich von oben bespannt werden. Bei der Verschweißung des Rahmens mit der Abdeckung der Anhängerkupplungsaufnahme verhilft eine Sensorik problematische Bereiche im Bereich der Schweißnaht zu erkennen und sicher zu verschweißen.
Laserstrahlschweißen an großflächigen Kunststoffbauteilen im automobilen Außentrimbereich
2003
8 Seiten, 3 Bilder, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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