Industrielle Kunststoffbearbeitung

Mikrofluidik-Schweißen

Feine Schweißnähte, optische Transparenz und lokal begrenzter Wärmeeintrag: Futonics Thulium-Faserlaser verbinden Singlemode-Strahlqualität mit der Absorption um 2 µm, um geeignete mikrofluidische Polymerbauteile ohne absorbierende Additive präzise zu fügen.

Anwendung besprechen

Feine Schweißnähte für empfindliche Mikrofluidik

Viele transparente Polymere, darunter PMMA und PC, absorbieren bei etwa 2 µm ausreichend, um ohne absorbierende Beschichtungen, Pigmente oder Additive gefügt zu werden.

Durch Single-Mode-Strahlqualität und scannerbasierte Bearbeitung lassen sich sehr schmale, reproduzierbare Schweißnähte bei lokal begrenztem Wärmeeintrag erzeugen.

Warum sich 2-µm-Laser für das Mikrofluidik-Schweißen eignen

Futonics Thulium-Faserlaser bieten Single-Mode-Strahlqualität mit M² < 1,1. In Kombination mit einem geeigneten Scannersystem sind Schweißnahtbreiten bis etwa 50 µm möglich.

Die kontrollierte Energieeinbringung reduziert die thermische Belastung von Mikrokanälen, Kavitäten und funktionalen Strukturen und unterstützt saubere Fügeverbindungen bei hoher optischer Qualität.

Mikrofluidische Polymerstruktur beim Schweißen mit einem fokussierten Laserstrahl.

Durchstrahlschweißen von PMMA und PC

Beim Mikrofluidik-Schweißen werden Polymerbauteile verbunden, während kleine Kanäle, Hohlräume und Funktionsstrukturen erhalten bleiben sollen. Unsere Laser ermöglichen das Durchstrahlschweißen transparenter und nichttransparenter Komponenten. PMMA und PC gehören zu den transparenten Materialien, die um 2 µm ausreichend Eigenabsorption aufweisen können. Bei geeigneten Materialien sind daher keine absorbierende Beschichtung und keine zusätzlichen Pigmente erforderlich.

Das ist relevant, wenn das fertige Bauteil optisch transparent bleiben und saubere Fügeflächen besitzen soll. Lokaler Energieeintrag ermöglicht es, die Naht um Funktionsstrukturen zu führen und unnötigen Wärmeeintrag in das umgebende Polymer zu begrenzen.

Scannerbearbeitung für Diagnostik- und Analysebauteile

Ein Scannersystem führt den fokussierten Strahl entlang der gewählten Schweißkontur. Die mit unseren Lasern erzeugten schmalen Nähte sind für Lab-on-a-Chip-Systeme, diagnostische Testsysteme und mikrofluidische Kartuschen relevant, bei denen Fügegeometrie und Funktionsgeometrie eng zusammenhängen.

Weitere Anwendungen sind medizinische Einwegkomponenten, Analyseplattformen und industrielle Sensoren. Material, Wandstärke und Nahtgestaltung bestimmen für jedes Bauteil, ob der vorgesehene Prozess geeignet ist. Laborbewertung und industrielle oder OEM-Integration sollten deshalb als Teile derselben Fügeaufgabe betrachtet werden.

Ihren Mikrofluidik-Schweißprozess bewerten

Die Eignung hängt von Polymer, Geometrie, Wandstärke, Nahtgestaltung und Prozessanforderungen ab. Futonics unterstützt Sie bei der Bewertung und bei der Auswahl eines geeigneten Lasermoduls für Labor-, Industrie- oder OEM-Systeme.

Vorteile

Single-Mode-Strahlqualität mit M² < 1,1
Schweißnahtbreiten bis etwa 50 µm mit Scannersystemen
Geeignet für PMMA, PC und weitere technische Polymere
Bei geeigneten Materialien keine absorbierenden Beschichtungen oder Additive erforderlich
Berührungsloses Fügen mit lokal begrenztem Wärmeeintrag
Integration in industrielle und OEM-Lasersysteme

Geeignete Anwendungen

Lab-on-a-Chip-Systeme
Diagnostische Testsysteme
Mikrofluidische Kartuschen
Medizinische Einwegkomponenten
Analytik- und Sensorplattformen

Bildergalerie

Geschweißte mikrofluidische Polymerstruktur

Empfohlene Lasersysteme

400 W Thulium-Faserlaser

Der 400 W Thulium-Faserlaser von Futonics ist ein Singlemode-Faserlasersystem im 2 µm Bereich für industrielle, medizinische und wissenschaftliche Anwendungen. Er bietet bis zu 400 W Dauerstrichleistung, feste Emissionswellenlängen zwischen 1908 nm und 2050 nm, hervorragende Strahlqualität und zuverlässigen Langzeitbetrieb. Das kompakte 19-Zoll-Rackgehäuse ist für die Integration in anspruchsvolle Laserbearbeitungs-, Forschungs- und OEM-Systeme ausgelegt.

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