Laserlasbare materialen

Thermoplasten kunnen worden onderverdeeld in amorfe en semikristallijne thermoplasten. Amorfe thermoplasten zijn transparant omdat ze geen zichtbare toevoegingen hebben. Semikristallijne thermoplasten daarentegen lijken met het blote oog ondoorzichtig of melkachtig. In principe kunnen dezelfde thermoplasten met een laser aan elkaar worden gelast. Er moet echter rekening worden gehouden met de optische eigenschappen van de thermoplasten.

De tabel geeft een overzicht van laserlasbare materiaalcombinaties. Naast deze combinaties is het ook mogelijk om het spectrum uit te breiden met aangepaste mengsels.

Optische eigenschappen

De optische eigenschappen van de kunststof beïnvloeden het lasresultaat bij het laserlassen. Enerzijds is er een transparante laspartner nodig voor het laserlassen.

Zonder additieven is elke thermoplast transparant voor laserstraling. Er wordt echter een onderscheid gemaakt tussen amorfe en halfkristallijne thermoplasten. Bij amorfe thermoplasten geeft de straling bijna perfect door, zelfs bij dikkere materialen. Bij halfkristallijne thermoplasten daarentegen wordt de straling afgebroken en gereflecteerd op de kristallieten. Dit leidt tot de stralingsverstrooiing die vooral afhankelijk is van de mate van kristallieten en de dikte van het te bestralen materiaal.

De volgende figuur toont de spectrale analyse van transparant polypropyleen (PP). In het golflengtegebied tussen 800-1100 nm is de kunststof nog transparanter dan in het zichtbare bereik (400 - 700 nm).

Optische penetratiediepte

De optische penetratiediepte is een meting van de eigenschappen in de absorberende verbindingspartner. Het laat zien hoe diep de straling het oppervlak van het plastic doordringt voordat er warmte wordt opgewekt.

Idealiter ligt de optische penetratiediepte in het µm-bereik, zie bovenstaande grafiek. Als er niet genoeg absorptie is, is de kans groter dat er volume wordt geabsorbeerd. Dit verwarmt de volledige dikte van het materiaal, zie middelste geval. Het derde geval beschrijft een te grote oppervlaktereflectie. In dit geval kan de straling helemaal niet doordringen tot het oppervlak. Daarom zijn de laatste twee gevallen nogal negatief voor het proces.

De warmte die tijdens het lassen wordt opgewekt, creëert een warmte-beïnvloede zone die onder een microscoop kan worden bekeken door microtoomsecties of microsecties.

Het ontwerp van de lasnaad kan zeer eenvoudig worden uitgevoerd. Om het botweg te zeggen: de componenten in de laszone moeten fysiek contact hebben. Maar zo simpel is het niet: De componenten moeten worden ontworpen voor lasergebruik. Richtlijnen hiervoor kunnen bij ons worden opgevraagd of direct via de German Association for Welding and Allied Processes e. V. (DVS) kan worden opgevraagd. Vraag naar de DVS-richtlijn 2243 over laserlassen van thermoplasten.