Laser Plastic Welding 2017 /18. Innovativ und flexibel

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1 Laser Plastic Welding 2017 /18 Innovativ und flexibel

2 Laserstrahlen verschweissen Kunststoffe Der sprichwörtlichen Vielfalt der Kunststoffindustrie in Bezug auf Materialien, Bauteile, deren Design und Grösse begegnet Leister kompetent und flexibel. Mit den vielseitigen Lasersystemen werden unterschiedlichste Schweissaufgaben individuell und kundenorientiert gelöst. (Konzeptbeschreibungen Seiten 8 / 9) Nadelschutzkappen (Radialschweissen) Ölabscheider (Quasi-Simultanschweissen) Optischer Sensor (Simultanschweissen) Fernbedienung (Konturschweissen) Cerumenschutz (Maskenschweissen von Membranen) Liquid Vapor Separator LVS (GLOBO-Schweissen) Türgriffblinker (Konturschweissen) Mikrotiterplatte (Maskenschweissen) Head-up display (GLOBO-Schweissen) Kühleinheit (Quasi-Simultanschweissen) Technisches Gelege (GLOBO-Schweissen) Piezoventil (Quasi-Simultanschweissen) 2

3 Flexible Anlagenkonzepte Die Anlagen basieren auf Standards, die speziell auf die Kundenbedürfnisse und Applikationen hin konfiguriert werden. Die Konzepte sind für Modifikationen offen und bieten genügend Platz für kundenspezifische Adaptionen. Rundtakt-Einheit Transferband Schlechtteilbox Medikamentenpumpe (Konturschweissen) Filtergehäuse (Simultanschweissen) Soft Touch LED (Quasi-Simultanschweissen) 3

4 Kunststoff-Laserschweissen auf den Punkt gebracht Laser Plastic Welding Eine Business Unit mit langjähriger Erfahrung im Laserschweissen von Kunststoffen. Leister ist der einzige Anbieter aller Standard Schweissverfahren und besitzt mit dem Masken- und dem Globo-Schweissen zwei Patente auf Schlüsselverfahren. Leister setzt auf Beratung Das bekommen Sie von Leister Eine gute Beratung ist der Grundstein zu einer erfolgreichen Zusammenarbeit. Das Team der Business Unit Laser Plastic Welding verfügt über jahrelange Erfahrung im Laserschweissen von Kunststoffen. Dieses Know-how nutzen wir gerne um mit dem Kunden den optimalen Prozess zu evaluieren. Wir unterstützen Sie daher in allen Belangen: von der Konzeption über die Konstruktion und Materialauswahl bis hin zur Prozessoptimierung und -integration. Leister ist seit über 60 Jahren der weltweit führende Anbieter von Kunststoff-Schweissgeräten. Wir verfügen über umfassendes theoretisches und praktisches Know-how in der Kunststoffverarbeitung. Auch mit dem Laserstrahlschweissen haben wir uns im Markt etabliert. Leister entwickelt und fertigt als eines der ersten Unternehmen Lasersysteme zum Schweissen von Kunststoff. Jede unserer Entwicklungen definiert den Stand der technischen Möglichkeiten. Unterstützung bei der: Auswahl des Schweisskonzeptes Werkstoffauswahl Laserschweissgerechten Bauteilauslegung Prozessentwicklung: Evaluation eines geeigneten Prozessfensters und geeigneter Qualitätsüberwachungsmethoden Bauteilprüfung, Beurteilung der Schweissqualität Implementierung des Prozesses in die Produktionsumgebung Schweisssysteme: Schlüsselfertige Handarbeitsplätze Komponenten zur Integrationslösung Prozesssoftware Service: Prototypen und Kleinserienproduktion Online Diagnose, Wartung und Problembehebung vor Ort Wartung und Serviceverträge Lasersysteme von Leister werden in den verschiedensten Industrien eingesetzt. Medizin: Sauberes und emissionsfreies Schweissen Automobil: Hohe Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit in allen Dimensionen Elektronik: Schwingungsfreies Verbinden ohne mechanische Belastung Mikrotechnik: Präzise und eng begrenzte Energieein bringung Textil: Folien und Gewebe endlos und schnell verbinden 4

5 Laserstrahl Fügedruck Schweissnaht Schmelzzone Transparenter Fügepartner Absorbierender Fügepartner Das Laserschweissprinzip Beim Laserschweissen von thermoplastischen Kunststoffen werden ein für den Laser transparenter und ein absorbierender Fügepartner miteinander verbunden. Der Laserstrahl durchdringt den transparenten Kunststoff und trifft auf den absorbierenden, weshalb das Verfahren auch Laser-Durchstrahl-Schweissen genannt wird. Infolge der Laserenergie schmilzt der absorbierende Fügepartner auf und leitet Wärme in den transparenten Fügepartner, bis dieser ebenfalls schmilzt. Hierzu wird ein physischer Kontaktin der Fügeebene Fügedruck benötigt, der durch mechanisches Spannen aufgebracht wird. Durch die lokale Erwärmung und Ausdehnung entsteht zusätzlich ein innerer Fügedruck. Innerer und äusserer Fügedruck sorgen für eine feste Verschweissung der beiden Teile. Mit dem Laserstrahl lassen sich fast alle thermoplastischen Kunststoffe und thermoplastischen Elastomere schweissen unter anderem ABS, PA, PC, PP, PMMA, PS, PBT sowie auch glasfaserverstärkte Kunststofftypen. Die Schweissnahtfestigkeit liegt im Bereich der Grundmaterialfestigkeit. 5

6 Kunststoff-Laserschweissen auf den Punkt gebracht Laser Plastic Welding Die konsequenten Innovationen der letzten Jahre haben das Laserschweissen von Kunststoffen im Markt etabliert. Einerseits sind mehrere Schweisskonzepte entwickelt worden und andererseits sind neue Materialien und Materialkombinationen dem Schweissprinzip angepasst worden. Das Prinzip setzt sich durch Das Laserdurchstrahlschweissen hat sich als Verfahren im Markt durchgesetzt. Der grosse Anwendungsbereich erklärt sich einerseits durch die Vorteile des Verfahrens gegenüber traditionellen Verfahren und andererseits durch die Vielfalt der Schweisskonzepte. Leister hat die Anfänge dieser Technologie mit begleitet und neue Konzepte entwickelt durch welche sowohl grosse 3D Bauteile als auch kleine Mikrobauteile geschweisst werden können. Profitieren Sie von unserem Know-how und lassen Sie uns zusammen Ihre Applikationen zur Marktreife bringen. Nichts als Vorteile Berührungsloses, flexibles Fügeverfahren Minimale thermische Belastung der zu schweissenden Bauteile Kleine mechanische Belastung Einfache Geometrie der Fügenaht Keine Freisetzung von Partikeln Schwingungsfreie Bearbeitung Optisch einwandfreie Schweissnaht Hohe Präzision Hohe Festigkeit Kein Werkzeugverschleiss Geeignete Materialien Mit dem Laserstrahl lassen sich fast alle thermoplastischen Kunststoffe und thermoplastischen Elastomere schweissen. Auch glasfaserverstärkte oder unterschiedliche Materialien lassen sich mit dem Laser schweissen. Eine Auswahl von geprüften Materialkombinationen ist in der Tabelle (Seite 7) aufgeführt. Optische Eigenschaften Die optischen Eigenschaften der Materialkombination sind entscheidend für den Schweissprozess. Ein Fügepartner muss transparent und einer muss absorbierend für die verwendete Laserstrahlung sein. Thermoplaste, im Naturzustand, sind in der Regel transparent für diese Strahlung. Die Absorption wird mit Additiven wie z.b. Russ erzielt. Auf dem Markt sind jedoch auch andere Additive erhältlich die unter anderem farbige Kombinationen zulassen. Allgemein können Schweissnahtfestigkeiten im Bereich der Grundmaterialfestigkeit erzielt werden. Laser Transmission Die optischen Eigenschaften der Kunststoffe werden durch Kristallisation, Füllstoffe, Wandstärke und Oberflächenstrukturen beeinflusst. Eine optimale Absorption der Laserstrahlung liegt in oberflächennahen Schichten und wird durch geeignete Füllstoffe erreicht. In Natura sind Kunststoffe transparent für die Strahlung. Bitte prüfen Sie die Eignung Ihrer Fügepartner mit Ihren Leister Ansprechpartner. Oberflächenabsorption wenig Reflektion hohe Materialabsorption Erwärmung Oberflächen naher Schichten Volumenabsorption wenig Reflektion wenig Materialabsorption Erwärmung des Volumens Reflektion Nur wenig Materialerwärmung 6

7 Die Tabelle zeigt einen Auszug aus möglichen Materialkombinationen zum Laserdurchstrahlschweissen mit einer Gewichtung zur Schweissbarkeit. Mit dem Laser sind demnach Kombinationen schweissbar, die für andere Verfahren eine grössere Herausforderung darstellen. Materialkombinationen Transparenter Fügepartner Absorbierender Fügepartner EVA PE-LLD PE-LD PE-HD PP COC COP ABS ASA SAN PMMA* PC PC/ABS PS SB PET PBT PVC PUR POM PA 6 PA 66 PA 11 PA 12 PPS LCP PES PEI PI PSU MABS TPE PEEK EVA PE-LLD PE-LD PE-HD PP COC COP ABS ASA SAN PMMA* PC PC/ABS PS SB PET PBT PVC PUR POM PA 6 PA 66 PA 11 PA 12 PPS LCP PES PEI PI PSU MABS TPE PEEK Sehr gut schweissbar wenn eine Lasertransmission gegeben ist Gut schweissbar, wenn eine Lasertransmission gegeben ist Schweissbarkeit ist möglich, sollte aber mit Versuchen überprüft werden *PMMA: Vorsicht bei Platten Material: gegossene PMMA sind nicht schweissbar. 7

8 Individuelle Lösungen für vielfältige Aufgaben Laserschweissen eignet sich für verschiedenste Branchen und unterschiedlichste Applikationen. Um für jede An wendung die optimale Lösung anbieten zu können, hat Leister passende Konzepte entwickelt. So kann das Potenzial dieses Verfahrens in jedem Fall gewinnbringend eingesetzt werden. Leister offeriert Systeme für das Konturschweissen Beim Konturschweissen fährt ein fokussierter Laserstrahl die Schweissnaht sequenziell ab und schmilzt sie lokal auf. Dabei bleibt das Schweissvolumen auf Grund der geometrischen Verhältnisse klein und der Austritt von Schmelze wird vermieden. Die Relativbewegung erfolgt durch Bewegung des Bauteils, des Lasers oder aus einer Kombination von beiden. Charakteristik und Anwendung: Punktförmiger Laserstrahl Schweissbreite lässt sich mit der Brennweite verändern Beliebige 2D-Fügelinien Ideal bei häufigem Wechsel der Bauteile Quasi-Simultanschweissen Zwei Scannerspiegel lenken den punktförmigen Laserstrahl ab und führen ihn mit sehr hoher Geschwindigkeit der Schweisskontur entlang. Die Fügenaht wird mehrmals pro Sekunde abgefahren, wodurch der Laserstrahl die gesamte Schweissnaht praktisch gleichzeitig erwärmt und plastifiziert. Formteiltoleranzen können abgeschmolzen werden und bilden einen Schweisswulst, da die beiden Fügeteile während des Schweissvorgangs aufeinander gedrückt werden. Charakteristik und Anwendung: Punktförmiger Laserstrahl Grosse Flexibilität Spaltüberbrückung möglich Geeignet für Kleinserien und Massenproduktion Simultanschweissen Bei diesem Verfahren wird die gesamte Schweissnaht simultan also gleichzeitig von einem oder mehreren Lasern erwärmt. Kreis- und linienförmige Schweissungen können sehr einfach realisiert werden. Mittels speziellen, neu entwickelten strahlformenden Elementen lassen sich mittlerweile auch nahezu beliebige Konturen erzeugen. Radialschweissen Der Laserstrahl wird von einem Spiegel so abgelenkt, dass er radial auf die rotationssymmetrische Oberfläche der zu schweissenden Bauteile auftrifft. Dabei gewährleistet die Presspassung zwischen den Fügepartnern den für den Schweissprozess erforderlichen Anpressdruck. Für diese umlaufende, dichte Schweissnaht muss das Bauteil nicht bewegt werden. Charakteristik und Anwendung: Kurze Prozesszeit Keine Relativbewegung Spaltüberbrückung möglich Geeignet für Massenproduktion Charakteristik und Anwendung: Geeignet für unterschiedlichste Durchmesser Keine Rotationsbewegung Hoher Durchsatz Keine Spannvorrichtung erforderlich 8

9 Konturschweissen (oder Bahnschweissen), das Simultan- und Quasi-Simultanschweissen, das Rollenschweissen sowie für das Radialschweissen. Erweitert wir das Angebot durch die mit dem «Swiss Technologie Award» ausgezeichneten Konzepte Maskenschweissen und GLOBO-Schweissen. Maskenschweissen Zwischen Laserquelle und zu schweissenden Teilen wird eine Maske eingefügt. Ein linienförmiger, möglichst gut kollimierter also paralleler Laserstrahl wird quer über die Fügeteile bewegt. Die Laserstrahlung trifft nur dort auf die Fügeteile, wo sie nicht durch die Maske blockiert wird. Das Maskenschweissen erzielt eine hohe Auflösung und ist dazu geeignet sowohl kleinste als auch variable, flächige Strukturen zu schweissen. Charakteristik und Anwendung: Linienförmiger Laserstrahl Beliebige Fügegeometrie in einer Ebene Schnell und flexibel Geeignet für Mikro- und Makroanwendungen GLOBO-Schweissen Beim GLOBO-Schweissen wird ein punktförmiger Laserstrahl über eine luftgelagerte, reibungsfrei drehbare Glaskugel auf die Fügeebene fokussiert. Die Kugel ist letztes optisches Element und dient als Andruckwerkzeug. Während des Abrollens auf der Bauteiloberfläche drückt diese genau oberhalb der fokussierten Laserstrahlung an. Die Kugel ersetzt die mechanische Andrückvorrichtung und erweitert das Schweiss-Spektrum sowohl für endlose wie auch für dreidimensionale Anwendungen. Charakteristik und Anwendung: Beliebige Fügegeometrien in zwei oder drei Dimensionen Schweissen ohne Spannvorrichtung Synchronisation von Anpressdruck / Energieeinbringung Geeignet für Robotereinsatz Rollenschweissen Das Rollenschweissen beruht auf dem Konzept des GLOBO-Schweissens. Ein linienförmiger Laserstrahl wird durch eine Glasrolle auf die Fügeebene fokussiert. Die Rolle ist wahlweise einseitig oder zweiseitig gelagert und die Linienbreiten sind in verschiedenen Längen erhältlich. Das Rollen-Schweissen ermöglicht breitere Schweissnähte und somit höhere Festigkeiten in der Schweisszone. Charakteristik und Anwendung: Beliebige geradlinige, zweidimensionale Fügegeometrie Schweissen ohne Spannvorrichtung Unterschiedliche Schweissnahtbreiten Geeignet für Robotereinsatz Die von Leister entwickelten und patentierten Fügekonzepte Masken- und GLOBO-Schweissen wurden mit dem «Swiss Technology Award» ausgezeichnet. 9

10 Handarbeitsplätze für jede Anwendung Die NOVOLAS WS-AT ist ein Handarbeitsplatz der vielfältig ausgestattet werden kann. Neben der Standardausführung sind auch Erweiterungen mit Rundtakttisch und Transferband erhältlich. Abgerundet werden diese NOVOLAS-Lasersysteme durch umfassendes Zubehör. So können Sie sich ein Laserschweisssystem zusammenstellen, das auf Ihre Anwendungen und Prozesse abgestimmt ist. NOVOLAS WS-AT Ein modulares, universell einsetzbares System. Es enthält alle prozess-notwendigen Komponenten und ist zur Anbindung aller Optionen vorbereitet. So können Sie jene Zusatzkomponenten auswählen, die für Ihren Prozess notwendig und sinnvoll sind. Die NOVOLAS WS-AT Lasersysteme lassen sich mit mehreren Lasermodulen und Bearbeitungsköpfen pro System ausstatten, was die Produktivität und damit die Wirtschaftlichkeit steigert. Zykluszeiten können zusätzlich durch automatisiertes oder teilautomatisiertes Bauteilhandling optimiert werden, beispielsweise mittels Rundtakttisch. Die Steuerungssoftware umfasst alle erforderlichen Module der Prozesssteuerung und ist auf die Integration weiterer Optionen und Zubehörteile ausgelegt. Die Online- Prozesskontrolle mit Gut / Schlecht-Erkennung ist direkt in der Steuerung integriert. Unmittelbar nach der Installation des schlüsselfertigen Systems können Sie mit der Produktion beginnen. Technische Daten Lasertyp Diodenlaser, Faserlaser Strahlform Fasergekoppelter Laser, Linienlaser Laserleistung W Spot bis 300, Linie bis 600 Linienlänge mm 18 95, LineBeam AT Steuerung PC-Steuerung für Laser, Achsen und Prozesskontrolle Multilaser Mehrere Lasermodule pro System möglich Datenschnittstelle Windows Share Steuerungsschnittstelle Kundenspezifisch, Ethercat, Profibus, CAN, Profinet,... Spannung V~ 200 / 230 ± 10%, luftgekühlt auch 110 Frequenz Hz 50 / 60 Max. Stromaufnahme A 16 (je nach Ausführung) Anschluss Druckluft bar 6 Kühlung Wasser- oder Luftkühlung, je nach Ausführung, Abluft max. 55 C Umweltbedingungen C 15 40, luftgekühlt bis 35 Masse (B x T x H) mm Standardausführung 860 x 1240 x 1860, ohne Warnlampe und Bildschirm Gewicht kg ca. 400, je nach Ausführung Laserklasse 1 (mit Pilotlaser 2 / 2M / 3R) Bedienoberfläche Leister HMI CE-konform. Technische Änderungen vorbehalten. Weitere Ausführungen auf Anfrage. Schlüsselfertiges Lasersystem für alle Laser-Schweisskonzepte Umfassende und selbsterklärende Bedienoberfläche Mehrere Laser- und Optikmodule pro System erhöhen Durchsatz und Wirtschaftlichkeit Online-Prozesskontrolle in Steuerung integriert Modularer Aufbau erlaubt kundenspezifische Anpassung Einfache Integration in bestehende Transfersysteme möglich Rundtakttisch mit 2er- oder 3er-Teilung NOVOLAS WS-AT: Laserschweisssystem, hier in der Ausführung als Handarbeitsplatz. 10

11 Ein Handarbeitsplatz als Tischversion Das NOVOLAS TTS (Table Top System) besticht durch seine Funktionalität auf kleinstem Raum. Dieser kompakte Handarbeitsplatz vereint alle Vorteile des Laserschweissens von Kunststoffen in einem kostengünstigen und einfach programmierbaren System. NOVOLAS TTS Das kompakte Design des NOVOLAS TTS enthält alle zum Laserschweissen von Kunststoffen notwendigen Komponenten. Die Lasereinheit und die Bearbeitungszelle sind getrennt von einander aufstellbar und können so platzoptimiert in der Produktion eingesetzt werden. Trotz der kleinen Bearbeitungszelle ist die Bearbeitungs- bzw. Schweissfläche 100 x 100 mm. Das NOVOLAS TTS wird über eine Mini SPS gesteuert und mit einer von Leister entwickelten HMI (Human Machine Interface) Software programmiert. Das HMI überträgt die prozess-relevanten Daten ins System wo sie dann projektbezogen gespeichert werden. Die Schweisskontur ist individuell im CNC-Code programmierbar während andere Parameter wie Laserleistung und Geschwindigkeit einfach vorgegeben werden können. Einmal implementiert, funktioniert das System autonom. Eingabekomponenten wie Tastatur und Monitor können für die Produktion vom System getrennt werden. Wenn gewünscht ist auch ein externer Zugriff über einen Remote Desktop möglich. Kompaktes und effizientes Laserschweisssystem Investment-optimierte Produktionsanlage Mehrere Anwendungen für die Produktion einstellbar Prozessübergreifende HMI Software Lasersicherheitsklasse 1 Bearbeitungszelle: Kompakt und effizient Technische Daten Lasertyp Diodenlaser, luftgekühlt Strahlform Spot, Linie, Ring, DOE Laserleistung W 40 (max.) Pilotlaser LED Bearbeitungsfläche mm 100 x 100 max. Fahrgeschwindigkeit mm/s 200 max. Spannkraft N 1372 Luftdruck bar 6 Steuerung Eingebundene SPS zur Prozess steuerung von Laser und Achsen Masse (L x B x H) mm Bearbeitungszelle 500 x 585 x 525 mm Basic AT compact 550 x 500 x 325 Gewicht Bearbeitungszelle Basic AT compact kg kg ~ 65 ~ 35 Netzspannung V ~ max. Stromaufnahme A 10 Frequenz HZ 50 / 60 Kabellänge zwischen den Modulen mm 2000 Umweltbedingungen C Bedienoberfläche Leister HMI CE-konform. Technische Änderungen vorbehalten. Weitere Ausführungen auf Anfrage. NOVOLAS Basic AT Compact: Kompaktes und kostengünstiges Diodenlasersystem 11

12 NOVOLAS HMI (Human Machine Interface) Software Eine prozessabbildende Software, die über die gesamte Produktpalette verwendet wird. Sie ist auf die verwendeten Module konfiguriert und stellt alle einstellbaren Prozesse dar. Willkommen Schon beim Einloggen wird sowohl die Sprache als auch der Level gewählt. Drei Level sind wählbar die über Passwörter geschützt sind: Einrichten Produktion Service Auf der rechten Seite der Bildschirmoberfläche ist je nach Anwendung das Lasersystem abgebildet. Einrichtmodus Im Einrichtmodus werden prozessrelevante Parameter eingestellt und für den Operator freigegeben: 1. Bewegung: Programmierbar im G-code 2. Laser: Leistung und Prozessmoden 3. Spannvorrichtung: Funktionen des Spannsystems und deren Moden 4. Qualitätskontrolle: Auswahl und Art der Kontrolle Produktionsmodus Im Produktionsmodus kann der Operator: 1. Ein Bearbeitungsprogramm auswählen 2. Die Anzahl der geschweissten Teile einsehen, die als gut (grün) oder schlecht (rot) bewertet werden 3. Eine freigegebene Qualitätskontrolle auswählen die als Kurve im unteren Bereich dargestellt wird SystemOverview Eine Software die mit jedem NOVOLAS Basic AT System mitgeliefert wird. Die Software visualisiert die Zustände der einzelnen Module und unterstützt die Integration und das Einrichten des Prozesses. In Servicefällen kann das System mit dieser Software analysiert und upgedated werden. Ein ferngesteuerter Zugriff über einen Internetzugang ist bereits vorinstalliert. 12

13 Qualitätskontrolle Die Beobachtung und Qualifizierung des Schweißergebnisses wird anhand von optionalen Prozessüberwachungsmethoden an den Prozess angepasst. Anhand dieser Methoden sind Ausschussverfahren realisierbar, die den Gesamtprozess stabilisieren. Prozessüberwachung Prozesskontrolle im Produktionsprozess Pre - Prozess Messungen relevanter Dimensionen Ebenheitsmessungen Messung optischer Eigenschaften Bauteilanwesenheitskontrolle Kontrolle der Bauteillage Aufnahmekodierung Bauteilkodierung Post - Prozess Optische Kontrolle Prüfung des Druckabfalls Prüfung des Vakuumabfalls Zerstörende Prüfmethoden Berstdruck Dünnschnitte Zugprüfung In - Prozess Messung der Laserleistung Messung der Schweissgeschwindikeit Pyrometrie Bauteilposition und Abschmelzweg Abschmelzgeschwindigkeit Spannkraft Optische Überwachung Überwachte Schweissergebnisse Oftmals führt eine Kombination dieser drei Bereiche zum optimalen Ergebnis. Die prozessbegleitende Überwachung ist eine online Kontrolle die z.b. mit einem Pyrometer zur Temperaturüberwachung oder durch eine Weg-/Kraftmessung realisiert werden kann. Diese Optionen werden auf die Applikation und das verwendete Schweissverfahren hin eingestellt. Pyrometer Prozesskontrolle und -regelung nach Temperatur Temperaturbereich C Weg-/Kraftmessung Prozesskontrolle und -regelung nach Fügeweg Auflösung 0.01 mm bei 25 mm Messweg Auflösung 10 N bei 2000 N Messbereich 13

14 Die modularen, integrierbaren und leistungsstarken Lasersysteme NOVOLAS Basic AT und Basic AT Compact: Die Kombination dieser Lasersysteme mit den Schweissprinzipien ergibt eine Vielzahl von Optionen, die jede Herausforderung annehmen. Die Systeme sind zur Integration in Produktionsanlagen konzipiert und auf das Laserschweissen von Kunststoffen ausgelegt. NOVOLAS Basic AT und Basic AT Compact NOVOLAS Basic AT und Basic AT Compact sind für die Integration in Fertigungslinien und Fertigungszellen konzipiert. Durch den konsequent modularen Aufbau lassen sich die Lasersysteme sehr gut für die verschiedensten Anforderungen konfigurieren. So können mit den unterschiedlichen Diodenlaser- und Optikmodulen nahezu sämtliche Schweisskonzepte realisiert werden. Die aufeinander abgestimmten Komponenten sorgen sowohl für eine hohe Prozesssicherheit als auch für eine kostengünstige Fertigung. Der Einsatz mehrerer Laser- und Optikmodule in einem einzigen System ermöglicht den effizienten Weg zur Erhöhung des Durchsatzes und damit zur Senkung der Kosten. Flexibel und preiswert; für vielfältige Anwendungen geeignet Ansteuerung durch kundeneigenes Leitsystem Mehrere Laser- und Optikmodule in einem System möglich Sehr hoher Durchsatz bei entsprechendem Ausbaustandard Modularer Aufbau mit diversen optionalen Komponenten Schnell - Steckverbindung der Anschlüsse Interlock 2-kanalig nach Performance Level e (EN 13849) Zwei Not-aus Konzepte: 1) Intern (in Reihe geschalteter Not-aus) 2) Extern (extern abgefragter Not-aus Status) NOVOLAS Basic AT: Flexibles, modulares Lasersystem für die Integration. Technische Daten Lasertyp Diodenlaser, Faserlaser Strahlform Fasergekoppelter Laser, Linienlaser Laserleistung W Spot bis 300, Linie bis 600 Linienlänge mm 18 95, LineBeam AT Multilaser Bis zu 4 Lasermodule pro System möglich Pilotlaser / Ziellaser mw < 3 (Laserklasse 2 / 2M / 3R) Steuerungsschnittstelle Digital / analog I/O, RS232, RS422/485 Spannung V~ Basic AT bei wassergekühlten Laser Spannung V~ Basic AT und AT Compact bei luftgekühlten Laser Frequenz Hz 50 / 60 Max. Stromaufnahme A (je nach Ausführung) Kühlung Wasser- oder Luftkühlung, (je nach Ausführung) Umweltbedingungen C 15 40, luftgekühlt Masse (B x T x H) Basic AT compact Basic AT mm 550 x 500 x 325 (6 HE) 550 x 780 x (12 24 HE) Gewicht kg Ab 35 (Basic AT Compact) Laserklasse 4 CE-konform. Technische Änderungen vorbehalten. Weitere Ausführungen auf Anfrage. NOVOLAS Basic AT Compact: Kompaktes und kostengünstiges Lasersystem mit luftgekühltem Dioden- oder Faserlaser. 14

15 Integration der Basic AT Systeme Die NOVOLAS Basic AT Systeme sind zur Integration vorbereitet. Ihre Modularität erlaubt komplexe Integrationen sowohl in Handarbeitsplätzen als auch in vollautomatisierten Produktionsbetrieben. Integrationslösungen NOVOLAS Basic AT Systeme sind zur kundenspezifischen Integration konzipiert. Grundoptionen sind vorbereitet und werden je nach Integrationstiefe angewendet. Die Systeme sind über Schnellsteckverbindungen mit dem kundenseitigen Hauptsystem verbunden. Diese Stecker werden auf Wunsch auch vor Auslieferung der Anlage zur Verfügung gestellt. Das Anschliessen der Anlage kann so direkt nach Anlieferung erfolgen. Jedes System ist mit einer Bearbeitungsoptik und passender Software ausgestattet. Überwachungsfunktionen und Intergrationshilfen unterstützen den Einbau in die kundenspezifischen Anlagen. Turnkey System Wenn Kundenanforderungen mit der NOVOLAS WS-AT nicht erfüllt werden können, besteht die Möglichkeit den Prozess mit einem Integrator bzw. Sondermaschinenbauer zu realisieren. Die Anlage im Bild ist mit Roboter, Rundtakttisch und Globo Optik ausgestattet und wird mit einer NOVOLAS Basic AT betrieben (linkes Bild rechts unten). Produktionsstrasse Ein weiteres Integrationsbeispiel ist im Bild rechts durch eine Basic AT compact gegeben, die in einer vollautomatisierte Produktionsstrasse eingesetzt wird. Das Lasersystem ist unabhängig vom Bearbeitungsort aufstellbar und somit flexible in der Positionierung. 15

16 Optiken für NOVOLAS Lasersysteme Das Optik Konzept von Leister umfasst zwei Grundoptiken, die durch wechselbare strahlformende Optikmodule die verschiedenen Schweisskonzepte abbilden. Optic AT / BT Konzept Optic BT Nur optische Komponenten Spot Field Unterschiedliche Brennweiten und Fokusdurchmesser Unterschiedliche Kantenlängen DOE Schubladensystem, dadurch einfach austauschbar Scanner F-Theta Linsen für unterschiedliche Arbeitsfelder und Laserwellenlängen: 980 nm 1070 nm 100 x 100 mm 100 x 100 mm 240 x 240 mm 200 x 200 mm 350 x 350 mm 360 x 360 mm 16

17 Die BT (Base Technology) Optiken sind klein und kompakt und nur mit optischen Elementen ausgestattet. Die AT (Advanced Technology) Optiken dagegen bieten mehr Prozessstabilität durch integrierte Überwachungselektronik. Optic AT Optische Komponenten Leistungsüberwachung Fasersteckerüberwachung Pyrometer optional Linie Unterschiedliche Linienlängen Ring Unterschiedliche Ringdurchmesser und Ringbreiten Radial Optic 38 Für rotationssymmetrische Bauteile ( 38 mm) Laserschutz integrierbar 17

18 Optiken für NOVOLAS Lasersysteme Das Angebot der Leister Lasersysteme wird durch eine Vielzahl von auf die Systeme abgestimmten Zubehörteilen abgerundet. Damit können die Systeme nach Kundenwunsch optional ausgerüstet werden. Linienlaser LineBeam AT Linienlängen mm Laserleistung bis 600 W Homogene Leistungsdichteverteilung durch Spezialoptik Pilotstrahl zur Justage Feldlinse optional Flächenoptik optional Kollimationsmodul für LineBeam AT Feldlinse zur Kollimation Linienlänge 38 mm, 48 mm homogene Leistungsdichte verteilung durch Spezialoptik Pilotstrahl zur Justage Flächenoptik optional GLOBO-Optik Integriertes Optik- und Andrücksystem Luftgelagerte Glaskugel Pneumatische Andrückvorrichtung Verstellbare Schweissnahtbreite Pyrometer optional Globo Kugelfassung mit Laserschutz Rändelmutter mit verlängertem Kragen Erweiterter Laserschutz Einfach austauschbar Rollen-Optik - zweiseitig gelagert Lokaler pneumatischer Andruck ohne zusätzliche Spannvorrichtung Immer gleichmässige Druckverteilung durch Pendelrolle Linienlängen mm Linienlängen mm (LineBeam) Rollen-Optik - einseitig gelagert Lokaler pneumatischer Andruck ohne zusätzliche Spannvorrichtung Immer gleichmässige Druckverteilung durch Pendelrolle Linienlängen mm Radial-Optik 68 Für rotationssymmetrische Bauteile ( ø 68 mm) Laserschutz integrierbar Maximale Bauteilhöhe 60 mm, unabhängig vom Durchmesser 18

19 Für das Maskenschweissen werden neben den speziellen Linienlasern auch nach Kundenwunsch hergestellte Masken angeboten. Spezielle Spannvorrichtungen gehören ebenso zum Leistungsspektrum von Leister wie kundenspezifische Sonderoptiken. Diffraktives Optisches Element (DOE) DOEs sind optische Elemente zur Strahlformung. Eingesetzt werden sie zum Simultanschweissen von punktsymmetrischen Konturen oder zur prozessoptimierten Strahlformung (M-shape) beim Kontur- bzw. Quasi-Simultanschweissen. Schweissungen mit M-shape verbessern die Wärmeverteilung in der Schweissnaht und vergrössern so das Prozessfenster. Zusätzlich werden DOEs in der Scanner-Optik verwendet um verschiedene Schweissnahtbreiten bei gleichem Arbeitsabstand einzustellen. Prüfen Sie bitte mit dem Leister Fachpersonal welche Optionen für Ihre Applikation die Beste ist. DOE mit M-shape DOEs mit M-shape werden im Kontur- oder Quasisimultanschweissen eingesetzt, um die Energieverteilung in der Schweissnaht zu optimieren. Bei der Relativbewegung des Laserstrahls zum Bauteil ist die Energieverteilung in der Schweissnaht s(x) von der Leistungsdichteverteilung der Strahlung I(x,y) und der Geschwindigkeit abhängig. Eine tophat- oder Gauss- Verteilung bewirkt eine von innen nach aussen abfallende Energievereitlung während der Bewegung (s. Bild) und führt so zu Temperaturerhöhungen in der Mitte der Schweissnaht. Ein DOE mit M-shape wirkt dem entgegen indem die Leistungdichteverteilung von aussen nach innen abnimmt. Um dies zu erreichen wird der Laserstrahl multipliziert, neu geordnet und gewichtet. Die gesamte bestrahlte Fläche wird also in abhängig von der Gesamtheit der Einzelstrahlen grösser. Die gute Strahlqualität von Faserlasern führt zu einer definierten Abbildung der Einzelstrahlen in der Ebene (s. Bild). Die Einzelstrahlen der Diodenlaser dagegen sind mit min. 200 µm schon recht gross und überlagern sich, wenn der Gesamtdurchmesser nicht zu gross werden soll (s. Bild). DOE (M-From) mit Faserlaser DOE (M-Form) mit Diodenlaser 1 mm 1 mm 1 mm 19

20 Dienstleistungen Die Business Unit Laser Plastic Welding versteht Service als eine Dienstleistung von der Produktentwicklung über die Serienreife bis zum After Sales Service. Wer Laserschweissen von Kunststoffen einsetzt, kennt Leister als zuverlässigen Partner. Vorentwicklung Die Anforderungen an ein Bauteil bestimmen oftmals das Fügeverfahren. Bei diesen individuellen Applikationen beraten wir Sie gerne bzgl. Materialien und Schweissprozessen. Anschliessend unterstützen wir Sie bei ersten Schweissversuchen und deren Auswertungen in einem unserer bestens ausgestatteten Applikationslabore. In unserem Applikationslabor stehen neben modernsten Laserschweiss systemen auch umfangreiche Möglichkeiten zur Bauteilprüfung zur Verfügung. Eine optimale Schweissnahtauslegung ist für das Fügen von Bauteilen so wichtig wie der dazugehörige Prozess. Profitieren Sie von unserem Know-how in der Kunststoffverarbeitung und in Fügetechniken, um bereits in der Vorentwicklung einen Schritt weiter zu sein. Prozessentwicklung und optimierung Wir unterstützen Sie bei der optimalen Verfahrensauswahl und bei der Ermittlung von Prozessdaten. Hierbei werden alle relevanten Parameter erfasst und ein Prozessfenster definiert, welches den Grundstein eines Maschinenkonzeptes legt. Nutzen Sie unser Wissen, auch um schon etablierte Prozesse zu optimieren. Querschliff durch eine Laserschweissnaht, Schweissnahtbreite 3 mm. 20

21 Anlagenintegration Eine Produktfertigung besteht aus einzelnen Prozessschritten. In der Verkettung dieser Prozesse sind intelligente Integrationen die Lösung. Die NOVOLAS Produkte sind speziell auf das Kunststoffschweissen mit Lasern hin entwickelt und bieten vielfältige Integrationsoptionen. Nutzen Sie diesen Vorteil und planen Sie mit unseren Spezialisten eine professionelle Integration und Prozesseinstellung. Maschinenkonzepte Unsere Lasersysteme basieren auf Standardanlagen, welche kundenspezifisch erweitert werden können. After Sales Service Laserschweisssanlagen sind Investitionsgüter, die regelmässige Wartung und Pflege bedürfen. Unsere Wartungsverträge sind auf die Systeme abgestimmt und folgen vorgeschriebenen Zeitintervallen. Wir unterstützen unsere Kunden mit einem After Sales Service, der bei Systemfehlern: Telefonischen Support Remote Zugriff über das Internet oder Reparaturen vor Ort durchführt. Wir sind weltweit durch Leister Ländergesellschaften und Distributoren vertreten und daher auch in der Lage kurzfristig Ersatzteile zu liefern. Diese Erweiterungen stehen auch Ihnen zur Verfügung und umfassen unter anderem: Kodierungsoptionen für Aufnahmen und Bauteile Kamerabasierte Teiledetektion oder Prozessbeobachtung Externe Laserleistungsmessung Gut / Schlechteile Auswertung mit Entsorgungsbehälter Beistellboxen Kundenspezifische Farben Fragen Sie einfach nach den Möglichkeiten. 21

22 Leister Lasersystems: Weltweit erfolgreich Seit vielen Jahren sind Lasersysteme und Komponenten von Leister weltweit erfolgreich in Anwendung. Hier eine kleine Auswahl der vielen Kunden, die auf Leister vertrauen. 22

23 Leistung kommt von Leister Was immer Sie erhitzen müssen: Leister liefert die optimale Lösung. Seit über 60 Jahren. In den Bereichen Kunststoffschweissen und industriellen Heissluft-Anwendungen sind wir weltweit führend. Seit einigen Jahren offerieren wir zudem ebenso innovative wie leistungsfähige Laser- und Mikrosysteme. Damit Sie sich stets auf die sprichwörtliche Leister-Qualität verlassen können, entwickeln und produzieren wir sämtliche unserer Produkte in der Schweiz. 98 % unserer Geräte werden exportiert. Deshalb verfügen wir über ein dichtes Netz von rund 120 Verkaufs- und Service-Stellen auf der ganzen Welt. Damit finden unsere Kunden immer und überall einen kompetenten Ansprechpartner. Leister Corporate Center in Kägiswil, Schweiz Seit Jahrzehnten sind wir weltweit Marktleader. Die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit unserer Produkte machen Leister zur ersten Wahl. Unsere Geräte finden Anwendung bei Dach-Abdichtungssystemen, Bodenbelägen, Planen, im Erd-, Wasser- und Tunnelbau, im Apparatebau und für Fahrzeugreparaturen. Unsere innovativen Lösungen für das Laserschweissen von Kunststoff ermöglichen neue Fertigungsmethoden im Automobilbau, in der Medizinaltechnik, in der Sensorik wie auch in der Mikrosystemtechnik. Die Lasersysteme können auch für Anwendungen im Gebiet der Prozesswärme eingesetzt werden. Ob aktivieren, aufheizen, aushärten, schmelzen, schrumpfen, schweissen, sterilisieren, trocknen oder wärmen: Immer häufiger wird in industriellen Prozessen Heissluft eingesetzt. Leister-Kunden profitieren vom enormen Know-how im Engineering und nutzen unsere Beratung bei der Konzeption von Heissluftanwendungen. In der Welt von morgen werden kleinste Strukturen eine grosse Rolle spielen! Damit unsere Kunden auch in Zukunft die Nase vorn haben, entwickeln und produzieren wir in unserem Reinraum schon heute mikromechanische Sensoren und mikrooptische Komponenten. 23

24 Leister Hauptsitz Schweiz Leister Tochtergesellschaften Leister Wiederverkäufer und Partner Headquarters Schweiz Leister Technologies AG Galileo-Strasse 10 CH-6056 Kägiswil / Schweiz Telefon: info.laser@leister.com Deutschland Leister Technologies Deutschland GmbH Hagen / Deutschland Telefon: +49-(0) Kontakt: Matthias Poggel matthias.poggel@leister.com USA, Kanada, Mexico Leister Technologies LLC Itasca, IL / USA Telefon: Kontakt: Andrew Geiger andrew.geiger@leisterusa.com China Leister Technologies Ltd. Shanghai / PRC Telefon: Kontakt: Cai Sheng sheng.cai@leister.cn Japan Leister Technologies KK Yokohama / Japan Telefon: +81 (45) Kontakt: Nobuaki Suzuki nobuaki.suzuki@leister.com Indien Leister Technologies India Pvt. Ltd. Telefon: Kontakt: Arun Kumar arunkumar@leister.in Vertriebsadressen der Leister Verkaufs- und Service-Center Europa Deutschland PPW Perfect Plastic Welding Kontakt: Dieter Wollstädter, Siegfried Kirchner dw@ppw-systems.de sk@ppw-systems.de Hamec Kontakt: Andreas Schoch andreas@hamec.eu Niederlande Aeson AV Huizen /NL Kontakt: Rudolf Dasbach r.dasbach@aeson.nl Belgien / Luxenburg Hupico bvba Kontakt: Pierre Huyghebaert pierre@hupico.be Grossbritannien/ Irland Horizon Instruments Ltd. Kontakt: Daniel Bolton dbolton@horizoninstruments.co.uk Dänemark / Schweden Weldingseller aps Kontakt: Thorben Knudsen tk@weldingseller.dk Mittlerer Osten Israel Su-Pad (1987) ltd Kontakt: Ziv Sadeh ziv@su-pad.com Asien Malaysia SnR Gold Wave Resources Sdn Bhd Kontakt: Abdul Wahab awahab@snrgw.com We are local. Worldwide. Taiwan GeniRay Technology Corp. Kontakt: David Hsu david_hsu@geniray.com Korea YesLaser Corporation Kontakt: Kerry Jung yes@yeslaser.com Thailand Thai Vinyter Co Ltd Kontakt: Anan Suriyaprapadilok anan@thaivinyter.co.th Copyright by Leister, Switzerland Händleradresse: Swiss Made. Leister Technologies AG ist ISO 9001 zertifiziert. Änderungen vorbehalten. LASER / DE / / / / Art.-Nr