Laserkunststoffschweißen für die Mobilität der Zukunft

Die heutigen Mobilitäts- und Antriebskonzepte befinden sich besonders in der Automobilindustrie im Umbruch. Gefragt sind Lösungen, die den allgemeinen Trends zu reduzierten CO2- und Schadstoffemissionen, höherer Verkehrsdichte und zunehmender Digitalisierung gerecht werden. Im Mittelpunkt stehen dabei Entwicklungen für die Elektromobilität, das autonome Fahren und effiziente Verbrennungsmotoren. Sie sind geprägt von einer zunehmenden Systemintegration mit zusätzlichen Funktionalitäten, einem rasant steigenden Anteil an E/E- und mechatronischen Komponenten sowie dem Wunsch nach kontinuierlicher Bauraum- und Gewichtsreduktion.

Kunststoffe können als Werkstoff für diese Baugruppen den neuen Herausforderungen in idealer Weise nachkommen. Sie bieten hinsichtlich der Herstellprozesse eine hervorragende Form- und Anpassbarkeit, so dass das Produktdesign nahezu perfekt auf den jeweiligen Einsatzzweck zugeschnitten werden kann. Im Vergleich zu Systemen aus Metall, bieten Polymere daneben vielfach auch eine signifikante Gewichts- und Kostenreduktion. Unterstützt werden diese Vorteile durch die fortlaufenden Entwicklungen im Bereich der Hochleistungskunststoffe, die die mechanischen Eigenschaften sowie die Temperatur-, Medien- und Chemikalienbeständigkeit verbessern. So stehen diese Materialien den Metallen in ihrer Beschaffenheit auch in kritischen Bereichen häufig nicht mehr nach und ersetzen sie daher zunehmend.

Typische Anwendungsfelder für den vermehrten Einsatz von Kunststoffen im Bereich neuer Mobilitätslösungen sind z. B. elektromechanische und -hydraulische Aktuatoren, Leitungen und Komponenten für die Batteriekühlung, Batterieträger sowie vielfältigste Arten von Gehäusen für Steuergeräte und Leistungselektroniken. Im Bereich der Verbrennungsmotoren finden sich daneben zunehmend hochintegrierte Systeme im Bereich des Thermomanagements, etwa Ventilmodule, elektrische Wasserpumpen und Medienleitungen ebenso wie in der Abgasnachbehandlung, wie z. B. Komponenten für SCR-Systeme, um die Motoreffizienz und das Emissionsverhalten zu verbessern.

Das Laserkunststoffschweißen bietet gerade in den genannten Anwendungen zahlreiche Vorteile und ist im Vergleich zu anderen Schweißverfahren häufig alternativlos. Es spielt seine Stärken vor allem dort aus, wo es auf hohe Dichtheitsanforderungen, Partikelfreiheit und einen mechanisch schonenden Energieeintrag ankommt. So ist es ideal für das Fügen von Komponenten im Medienhandling, wie z. B. Leitungskonnektoren und -verteiler, oder das Dichtschweißen von Gehäusen empfindlicher mechatronischer Baugruppen. Weiter ist es sehr flexibel hinsichtlich der Schweißnahtgeometrie und schränkt die Designfreiheit bei geschickter Auslegung der Fügeschnittstelle nur wenig ein. Gepaart mit exzellenten Möglichkeiten zur Prozesskontrolle, leistet es somit einen bedeutenden Beitrag, den steigenden Forderungen nach Gewichtsreduktion, dichterem Packaging und einer gesteigerten Kosteneffizienz in zukünftigen Mobilitätslösungen Rechnung zu tragen.