JP2019001150A - ワークピースを溶着するためのレーザ接合方法及びレーザ接合装置 - Google Patents

ワークピースを溶着するためのレーザ接合方法及びレーザ接合装置 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザに面する透過性ワークピースの上部側面において、顕著な自由形状の表面を備える3Dワークピースを効率的かつ確実に溶着することも可能となるように改良した、レーザ接合方法及び接合装置の提供。【解決手段】第1のワークピース5及び第2のワークピース6を、少なくともワークピースが局所的に可塑化された後に互いに押し付ける加圧挟持装置1と、レーザ光を結合接触面の領域内のみ通過させるマスク構造7を有するマスク8とを備え、挟持要素4が、その支持側面13で第1のワークピース5のために、第1のワークピース5の第1の外形面14に適合している。【選択図】図2

Description

本発明は、プラスチック材料から製作された異なるワークピース(5、6)を結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するためのレーザ接合方法であって、レーザ源に面する第1のワークピース(5)は、レーザビーム(11)に対して透過性の材料から製作され、他方の第2のワークピース(6)は、レーザビーム(11)に対して吸収性の材料、又はレーザビーム(11)に対して透過性であり、吸収コーティング若しくは吸収中間膜を含む材料から製作され、互いに当接する2つのワークピース(5、6)の結合接触面(9)がレーザ光の作用で溶融し、後続の加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように構成されており、結合されるワークピースは、圧力を加えるための挟持装置(1)によって互いに押し付けられ、ワークピース(5、6)が、支持要素(3)と、挟持力を加えることができ、第1のワークピース(5)に亘って延在し、実質的にレーザ光に対して透過性である挟持要素(4)との間に配設されており、マスク構造(7)を有するマスク(8)であって、これにより第2のワークピース(6)上の結合接触面(9)のみを可塑化するように、レーザ光を結合接触面(9)の領域内のみ通過させる、マスク(8)が使用され、マスク構造(7)は、使用されるレーザビーム(11)の波長よりも大きく、レーザビーム(11)は、線形状を有し、ワークピース(5、6)及びマスク(8)に対して移動するか、又は、平面形状を有し、ワークピース(5、6)及びマスク(8)において定常的に指向されるかのいずれかであり、レーザ源に面する少なくとも第1のワークピース(5)は、少なくとも挟持要素(4)に面する第1の外形面(14)上及び/又は第2のワークピース(6)に面する第2の外形面(15)上では平坦でない三次元成形品によって形成されており、挟持要素(4)は、その支持側面(13)上において、第1のワークピースの第1の外形面に適合している、レーザ接合方法に関する。
さらに、本発明は、プラスチック材料から製作された別々のワークピースを結合するため、又は、プラスチック材料を他の材料と一緒に結合するためのレーザ接合装置に関し、上述の方法を実行するのに好適であり、請求項6の前段部分の特徴を有するレーザ接合装置に関する。
溶着されない領域を遮蔽するためのマスク(マスク溶接)を使用するレーザ透過溶接は、先行技術を構成し、特に2Dワークピース又は比較的平坦な3Dワークピースで首尾よく使用されている。線形のレーザビームによって、構造化されたマスクからの情報が、その下に位置するワークピースに伝達される。マスクの構造化された部分の領域内では、レーザ放射が透過してワークピースに衝突するが、ワークピースはマスクの構造化されていない表面の領域内で遮蔽され、それに伴ってレーザ放射はワークピースに到達しない。金属化ガラスプレートは、マスクとして頻繁に使用され、そこに溶接の外形に関する情報が構造化によって導入されている。これは、例えば、エッチング又はレーザアブレーションによって行うことができる。
プラスチックから製作された異なるワークピースを結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するための当該タイプのレーザ接合方法は、欧州出願公開第EP0997261A1号明細書により公知であり、互いに当接する2つのワークピースの接触面が溶融し、後続の加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように、レーザ源に面する上部ワークピースはレーザビームに対して透過性の材料から製作されており、第2のワークピースはレーザビームに対して吸収性の材料から製作されている。レーザを通過させない材料から製作されたマスクは、レーザ源と、ワークピースを接触面の一定の接合領域において結合するように結合されるワークピースとの間に配設される。マスクが有するマスク構造は、使用されるレーザビームの波長より大きい。レーザ源は、接触面上に線が形成されるように接触面に対して設定され、レーザビーム及びマスクがワークピースと一緒に移動するか、又はレーザビームがマスク及びワークピースと一緒に移動する。
しかしながら、少なくとも第1の透過性3Dワークピースが比較的平坦な設計を有していないが、数センチメートルの高さを有し、結合されるワークピースが、特に、水平に対して傾斜した顕著な自由形状の表面を含む場合、欧州出願公開第EP0997261A1号明細書により公知の従来のマスク溶接プロセスには限界がある。これは、この従来のマスク溶接では、マスクが自由形状の表面の最高点より上に位置し、概ねそこから所定の垂直距離に配設されていることに起因する。レーザビームの発散は完全に回避することができないため、マスクが溶接平面から離れて位置するほど、必要な投影を表すようにマスクの構造を小さく選択しなければならない。さらに、マスクが溶接平面から離れて位置するほど、投影は、マスクと溶接平面との間の異なる材料の屈折による妨害を受ける可能性が高くなる。したがって、投影精度は、マスクと溶接平面との間の距離が増加するにつれて悪化し、加えて、放射源の発散に依存する。そのため、従来のマスク溶接では、構造のサイズ、遮蔽部分、及びワークピースの高さが重要であり、プロセスを適用する能力の点では本質的な限界を構成する。
このことから、本発明の目的は、比較的平坦な設計を有していない3Dワークピース、具体的には、特にレーザに面する透過性ワークピースの上部側面において、顕著な自由形状の表面を備える3Dワークピースを効率的かつ確実に溶着することも可能となるように、公知のマスク溶接プロセスを改良することである。
この目的は、本発明によって達成され、独立請求項1の特徴を有するレーザ接合方法、及びもう1つの独立請求項6の特徴を有するレーザ接合装置によって達成される。
本発明に係るレーザ接合方法は、プラスチック材料から製作された別個のワークピースを結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するためのレーザ接合方法であり、マスク構造が、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上及び/又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上に形成されている。
この目的のために、互いに当接する2つのワークピースの結合接触面がレーザ光の作用で溶融し、後続の加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように、レーザ源に面する第1のワークピースがレーザビームに対して透過性の材料から製作されており、他方の第2のワークピースがレーザビームに対して吸収性の材料、又はレーザビームに対して透過性であり、吸収コーティング若しくは吸収中間膜を含む材料から製作されているワークピースが使用される。結合されるワークピースは、圧力を加えるための挟持装置によって互いに押し付けられ、ワークピースは、支持要素と、挟持力を加えることができ、第1のワークピースに亘って延在し、実質的にレーザ光に対して透過性である挟持要素との間に配設される。
第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上及び/又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上のマスク構造は、第2のワークピース上の結合接触面のみを可塑化するように、レーザ光を結合接触面の領域内のみ通過させ、マスク構造は、使用されるレーザビームの波長よりも大きい。本発明に係るレーザ接合方法では、線形状又は平面形状を有するレーザビームが使用される。第1の事例では、レーザビームがワークピース及びマスクに対して移動し、第2の事例では、レーザビームがワークピース及びマスクにおいて静止した様式で指向される。上記の2つの事例では、三次元成形品として設計されている、レーザ源に面する第1のワークピースを使用する。この三次元成形品は、挟持要素に面する第1の外形面上及び/又は第2のワークピースに面する第2の外形面上では平坦でない。つまり、三次元成形品はそこに突起及び/又は凹部を含む。挟持要素は、第1のワークピースのための支持側面において、第1のワークピースの第1の外形面、つまり、第2のワークピースの反対側の側面に適合している。第1のワークピースが、対応する第1の外形面が平坦であるように、レーザ源の方を向く側において陥没部及び隆起部を伴わずに設計されている場合、挟持要素の関連する支持側面も同様に、平坦な設計を有することが好ましい。第1のワークピースがレーザ源の方を向く側において陥没部及び隆起部を含む場合、この第1の外形面に面する挟持要素の支持側面は、それに応じて平坦でない設計を有することが好ましい。これは、挟持要素を第1のワークピースに完全に支持させるだけでなく、挟持力が第1のワークピースに均等に加えられることをも可能にし、それにより、ワークピースの結合接触面のいたるところで実質的に同一の接触圧力が存在し、かつ維持され得るように、2つのワークピースが挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持される。
第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上及び/又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上にマスク構造を形成することによって、マスク構造が第1のワークピース及び/又はその下の自由形状の表面の最も高い位置に配設される。レーザビームの発散を完全に回避することができないが、マスクと溶接平面との間の異なる材料による潜在的な屈折のリスクが低減され、それによってワークピースの結合接触面の領域内の投影精度が改善される。
第1のワークピースの面する第1の外形面に対する挟持要素の支持側面は、好ましくは、第1のワークピースの面する第1の外形面のネガ型として少なくとも部分的に実装される。このようにして、概して挟持要素に対してより可撓性である第1のワークピースが、寸法的に安定した様式で保持されるように、挟持要素と第1のワークピースとが、挟持要素の支持側面全体、及び、レーザ源を向く第1のワークピースの台1の外形面全体に亘って相互の支持が達成される。
本発明に係るレーザ接合方法の好ましい一実施形態では、マスク構造を形成するために、レーザ光を通過させない材料が、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面に適用されている。レーザ光を通過させない材料は、ワークピースをワークピースの結合接触面に隣接して遮蔽させ、レーザビームのレーザ光を少なくとも、レーザビームに対して吸収性の材料、又はレーザビームに対して透過性であり、吸収コーティング若しくは吸収中間膜を含む材料から製作されている第2のワークピースから離して保持する。例えば、レーザ光を吸収する材料又はレーザ光を散乱若しくは反射する材料を、レーザ光を通過させない材料として使用することができる。好ましくは、レーザ光を反射する材料を使用してマスク構造を形成する。これは、挟持要素も第1のワークピースもレーザビームによって局所的に加熱されないという利点を有する。
本発明に係るレーザ接合方法の有利な一実施形態では、レーザ源に面する挟持要素の側面が平坦な設計を有し、レーザ放射がこの側面でほぼ直角に指向される。これは、挟持要素を通るレーザビームの透過を助長し、レーザ源に面する挟持要素の側面上でのレーザビームのレーザ光の望ましくない後方反射、散乱、及び回折を防止する。
本発明によると、プラスチック材料から製作された異なるワークピースを結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するための開示されるレーザ接合装置では、マスク構造は、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上及び/又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上に形成される。第1のワークピースの面する第1の外形面に対する挟持要素の支持側面は、好ましくは、第1のワークピースの面する第1の外形面のネガ型として少なくとも部分的に実装される。形成されたマスク構造が、レーザ光を通過させない材料を含み、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上及び/又は第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上に配設されている場合、特に有利であることが判明している。形成されたマスク構造については、レーザ光を反射する材料が特に適している。さらに、レーザ源に面する挟持要素の側面を平坦に設計し、レーザ放射をこの側面でほぼ直角に指向させることが有用である。
本発明に係るレーザ接合方法又は本発明に係るレーザ接合装置は、特に、以下の3つの事例、すなわち、3D成形された透過性ワークピースを平面内で溶接し、平面内でプレスすることと、3D成形された透過性ワークピースを平面内で溶接し、3D成形された透過性ワークピースによってプレスすることと、吸収性及び透過性ワークピースの自由形状の表面を溶接し、3D成形された透過性ワークピースによってプレスすることとを網羅する。
本発明は、以下の3つの相互に関連し合う核となる考えに基づく。
第1は、レーザ放射に対して透過性のプラスチック材料から製作されている3Dパンチとして挟持装置の挟持要素を設計することである。これは、離型公差と、レーザ入射側に対して直行する位置の平坦面とを含む、透過性の第1のワークピースのネガ型として設計される。しかしながら、従来のマスク溶接と同様に、マスクを頂部に配設する代わりに、レーザ源に面する挟持装置の側面では、溶着されないワークピースの部分に、好ましくは、反射コーティングが3D挟持要素のネガ側に直接設けられる。このようにして、溶接情報が、直接、したがって最適に、溶接平面上に伝達される。同時に、プレスが溶接平面上に直接実行される。これにより、3Dパンチが3Dマスクに拡張される。
第2は、レーザ放射に対して透過性のプラスチック材料から製作されている3Dパンチとして挟持装置の挟持要素を設計することである。これは、離型公差と、レーザ入射側に対して直行する位置の平坦面とを含む、透過性の第1のワークピースのネガ型として設計される。しかしながら、従来のマスク溶接と同様に、マスクを頂部に配設する代わりに、レーザ源に面する挟持装置の側面では、溶着されないワークピースの部分に、好ましくは、反射コーティングが、第2の吸収性のワークピースに面するレーザ光に対して透過性の3Dワークピースの側面、つまり、3Dパンチの反対側の第1のワークピースの側面に直接設けられる。これにより、第1の3Dワークピースが3Dマスクに拡張される。
第3は、第1のワークピースがレーザ源の方を向く側面に完全に平坦な設計を有する3Dワークピースによって形成されている事例では、挟持装置の挟持要素を、レーザ放射に対して透過性の材料から製作されている2Dパンチとして設計することである。これは、レーザ入射側に対して直交に位置する平坦面を有する透過性の第1のワークピースに応じて設計される。しかしながら、従来のマスク溶接と同様に、マスクを頂部に配設する代わりに、レーザ源に面する挟持装置の側面では、溶着されないワークピースの部分に、好ましくは、反射コーティングが、第2の吸収性のワークピースに面するレーザ光に対して透過性の3Dワークピースの側面、つまり、2Dパンチの反対側の第1のワークピースの側面に直接設けられる。これにより、第1の3Dワークピースが3Dマスクに拡張される。
本発明の利点は、特に、投影情報が、2D又は3Dのワークピースとして設計することができる、レーザ光を吸収する第2のワークピースのより近くに位置するため、従来のマスク溶接よりも高速化を可能にすることによって、レーザ源に面する少なくとも第1のワークピースがレーザ光に対して透過性の3Dワークピースである、プラスチック材料から製作された異なるワークピースを結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するために提供されている改善されたマスク溶接方法である。
本発明を、図面に例示されるいくつかの例示的な実施形態に基づいて、以下により詳細に説明する。本発明の追加の特徴は、特許請求の範囲及び添付の図面と併せて、本発明の例示的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。本発明の個々の特徴を、本発明の異なる実施形態において、単独で、又はいくつかを一緒に実装することができる。図面における断面図の概略は次のとおりである。
先行技術より公知のレーザ接合装置の挟持装置であって、挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持された2つのワークピースを備え、第1のワークピースは3Dワークピースであり、第2のワークピースは2Dワークピースであり、マスク構造は、第1のワークピースの上に配設されているマスク上に形成されており、結合接触面は第1のワークピースの陥没部の領域内に位置する、挟持装置を示す。 本発明に係るレーザ接合装置の挟持装置であって、挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持された2つのワークピースを備え、第1のワークピースは3Dワークピースであり、第2のワークピースは2Dワークピースであり、マスク構造は、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上に形成されており、結合接触面は第1のワークピースの陥没部の領域内に位置し、マスクは第1のワークピースの陥没部の領域内に位置する、レーザ光に対して透過性のマスク構造部分を有する、挟持装置を示す。 本発明に係るレーザ接合装置の挟持装置であって、挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持された2つのワークピースを備え、第1のワークピースは3Dワークピースであり、第2のワークピースは2Dワークピースであり、マスク構造は、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上に形成されており、結合接触面は第1のワークピースの隆起部及び陥没部の領域内に位置し、マスクは第1のワークピースの隆起部及び陥没部の領域内に位置する、レーザ光に対して透過性のマスク構造部分を有する、挟持装置を示す。 本発明に係るレーザ接合装置の挟持装置であって、挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持された2つのワークピースを備え、第1のワークピース及び第2のワークピースは3Dワークピースであり、マスク構造は、第1のワークピースに面する挟持要素の支持側面上に形成されており、結合接触面は第1のワークピースの陥没部及び隆起部の領域内に位置し、マスクは第1のワークピースの陥没部及び隆起部の領域内に位置する、レーザ光に対して透過性のマスク構造部分を有する、挟持装置を示す。 本発明に係るレーザ接合装置の挟持装置であって、挟持装置の支持要素と挟持要素との間に挟持された2つのワークピースを備え、第1のワークピース及び第2のワークピースは3Dワークピースであり、第1のワークピースは挟持要素の方向に平坦な設計を有し、マスク構造は、第2のワークピースに面する第1のワークピースの第2の外形面上に形成されており、結合接触面は、第1のワークピースの方を向く第2のワークピースのワークピース側の隆起部の領域内及びそれに隣接して位置する、挟持装置を示す。
図1は、先行技術より公知のレーザ接合装置2の挟持装置1であって、挟持装置1の支持要素3と挟持要素4との間に挟持された2つのワークピース5、6を備え、第1のワークピース5は3Dワークピースであり、第2のワークピース6は2Dワークピースであり、マスク構造7は、第1のワークピース5の上に配設されているマスク8に形成されており、結合接触面9は第1のワークピース5の陥没部10の領域内に位置する、挟持装置1を示す。線形のレーザビーム11は、図には示されていないレーザ源に由来し、ワークピース5、6及びマスク8に対して移動するマスク構造7を有するマスク8に指向されている。レーザ源11に面する第1のワークピース5は、レーザビーム11に対して透過性の材料から製作されており、他方の第2のワークピース6は、レーザビーム11に対して吸収性の材料から製作されている。マスク8は、結合される2つのワークピース5、6の相互に当接する結合接触面9がレーザビーム11の作用で溶融し、溶接シーム12が形成される、後続の挟持装置1による加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように、結合接触面9に関連付けられた領域内において半透過性であり、例示的な実施形態では部分的に半透過性である。挟持要素4は、レーザ光を通過させ、3Dワークピース5のネガ型として実装されるように設計されている。第1のワークピース5に面する側では、挟持要素は、第1のワークピース5の第1の外形面14に支持して保持されている支持側面13を含む。挟持要素4は、平坦な設計を有する、ワークピース5の反対側の側面21をさらに備える。第1のワークピース5は、第1の外形面14に対向して位置し、第2のワークピース6に面する第2の外形面15であって、それに関連付けられた第2のワークピース6の第1のワークピース側面16を有する、第2の外形面15を有する。第2のワークピース6は、第1のワークピース側面16に対向して位置する第2のワークピース面17であって、それによってワークピース6が支持要素3上に支持されている、第2のワークピース側面17を有する。
本発明の例示的な実施形態の以下の説明については、先行技術のために使用された参照番号を同一の構成要素/称号のために使用する。挟持装置1の構成及びワークピース5、6の形状は、本質的に先行技術に一致するが、マスク8の位置は先行技術から逸脱する。
図2は、本発明に係るレーザ接合装置2の挟持装置1であって、挟持装置1の支持要素3と挟持要素4との間に挟持された2つのワークピース5、6を備え、第1のワークピース5は3Dワークピースであり、第2のワークピース6は2Dワークピースであり、マスク8のマスク構造7は、第1のワークピース5の第1の外形面14に対する支持側面13上の挟持要素4上に形成されている、挟持装置1を示す。したがって、先行技術とは対照的に、マスク8は、第1のワークピース5の上に一定の距離で配設されておらず、その距離が挟持要素4によって引き起こされるのではなく、第1のワークピース5の第1の外形面14付近に直接配設されており、結合接触面9は第1のワークピース5の第2の外形面15上及びワークピース6の第1のワークピース側面16上の、第1のワークピース5の陥没部10の領域内に位置する。線形のレーザビーム11は、図には示されていないレーザ源に由来し、ワークピース5、6及び挟持要素4に対して移動するマスク構造7を有するマスク8を含む挟持要素4に指向されている。レーザ源11に面する第1のワークピース5は、レーザビーム11に対して透過性の材料から製作されており、他方の第2のワークピース6は、レーザビーム11に対して吸収性の材料から製作されている。マスク8は、結合される2つのワークピース5、6の相互に当接する結合接触面9がレーザ光11の作用で溶融し、溶接シーム12が形成される、後続の挟持装置1による加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように、光を結合接触面9の領域内に通過させる。挟持要素4は、レーザ光を通過させ、3Dワークピース5のネガ型として実装されるように設計されており、マスク8は、挟持要素4の支持側面13上の第1のワークピース5の第1の外形面14の陥没部10の領域内に位置する、レーザ光を通過させるマスク構造部分18を含む。
図3は、図2による上記の実施形態に実質的に一致する、本発明に係るレーザ接合装置2の挟持装置1を示す。唯一の違いは、マスク8が、第1のワークピース5の陥没部10の領域内に位置するだけでなく、第1のワークピース5の第1の外形面14の隆起部19の領域内にも位置する、レーザ光を通過させるマスク構造部分18を含むことである。
図4は、図2、3による上記の実施形態の組合せから得られる、本発明に係るレーザ接合装置2の挟持装置1であって、第1のワークピース5及び第2のワークピース6が3Dワークピースである、挟持装置1を例示する。マスク構造7は、第1のワークピース5に面する挟持要素4の支持側面13上に形成されており、結合接触面9は、第1のワークピース5の陥没部10及び隆起部18の領域に設けられている。マスク8は、第1のワークピース5の陥没部10及び隆起部19の領域内に位置する、レーザ光を通過させるマスク構造部分18を含む。第1のワークピース5の方に指向されたワークピース側面16では、第2のワークピース6は、第1のワークピース5の隆起部19内で第1のワークピース5の第2の外形面15から係合する隆起部20を有する。
図5は、第1のワークピース5が挟持要素4の方向に平坦な設計を有する場合、つまり、ワークピース5が平坦な第1の外形面14を有する場合に、図4に記載される実施形態の可能な変形例である、本発明に係るレーザ接合装置2の挟持装置1を示す。第1のワークピース5は、その第2の外形面15上に、第1のワークピース側面16から突出している第2のワークピース6の隆起部20内で係合する陥没部10を有する。本発明によると、挟持要素4の支持側面13は、概ね、挟持要素4の支持側面13が同様に平坦な設計を有するように、すべての実施形態において、第1のワークピース5の第1の外形面14に適合している。このようにして、2つの平行な平面を有する挟持プレートを挟持要素4として使用することができる。しかしながら、この事例では、マスク構造7は挟持要素4の支持側面13上に設けられていないが、第2のワークピース6に面する第1のワークピース5の第2の外形面15上に形成されており、結合接触面9は、第1のワークピース5の陥没部10の領域内並びに第2のワークピース6の隆起部20の領域内及びそれに隣接して位置する。

Claims (10)

  1. プラスチック材料から製作された異なるワークピース(5、6)を結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するためのレーザ接合方法であって、
    レーザ源に面する第1のワークピース(5)は、レーザビーム(11)に対して透過性の材料から製作され、
    他方の第2のワークピース(6)は、前記レーザビーム(11)に対して吸収性の材料、又は前記レーザビーム(11)に対して透過性であり、吸収コーティング若しくは吸収中間膜を含む材料から製作され、
    互いに当接する前記2つのワークピース(5、6)の結合接触面(9)がレーザ光の作用で溶融し、後続の加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように構成されており、
    結合される前記ワークピースは、圧力を加えるための挟持装置(1)によって互いに押し付けられ、前記ワークピース(5、6)が、支持要素(3)と、挟持力を加えることができ、前記第1のワークピース(5)に亘って延在し、実質的にレーザ光に対して透過性である挟持要素(4)との間に配設されており、
    マスク構造(7)を有するマスク(8)であって、これにより前記第2のワークピース(6)上の前記結合接触面(9)のみを可塑化するように、レーザ光を前記結合接触面(9)の領域内のみ通過させる、マスク(8)が使用され、
    前記マスク構造(7)は、使用される前記レーザビーム(11)の波長よりも大きく、
    前記レーザビーム(11)は、線形状を有し、前記ワークピース(5、6)及び前記マスク(8)に対して移動するか、又は、平面形状を有し、前記ワークピース(5、6)及び前記マスク(8)において定常的に指向されるかのいずれかであり、
    前記レーザ源に面する少なくとも前記第1のワークピース(5)は、少なくとも前記挟持要素(4)に面する第1の外形面(14)上及び/又は前記第2のワークピース(6)に面する第2の外形面(15)上では平坦でない三次元成形品によって形成されており、
    前記挟持要素(4)は、その支持側面(13)上において前記第1のワークピース(5)へと、前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)に適合し、
    前記マスク構造(7)が前記第1のワークピース(5)に面する前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)上、及び/又は、前記第2のワークピース(6)に面する前記第1のワークピース(5)の前記第2の外形面(15)上に形成されていることを特徴とする、レーザ接合方法。
  2. 前記マスク構造(7)を形成するために、レーザ光を通過させない材料が、前記第1のワークピース(5)に面する前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)及び/又は前記第2のワークピース(6)に面する前記第1のワークピース(5)の前記第2の外形面(15)に適用されていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. レーザ光を反射する材料を使用して前記マスク構造(7)を形成することを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 前記レーザ源に面する前記挟持要素(4)の側面(21)が平坦な設計を有し、レーザ放射がこの側面(21)でほぼ直角に指向されることを特徴とする、請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)のための前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)が、前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)のネガ型として少なくとも部分的に実装されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. プラスチック材料から製作された異なるワークピース(5、6)を結合するため、又はプラスチック材料を他の材料と一緒に結合するためのレーザ接合方法であって、
    レーザ源に面する第1のワークピース(5)は、レーザビーム(11)に対して透過性の材料から製作され、
    他方の第2のワークピース(6)は、前記レーザビーム(11)に対して吸収性の材料、又は前記レーザビーム(11)に対して透過性であり、吸収コーティング若しくは吸収中間膜を含む材料から製作され、
    互いに当接する前記2つのワークピース(5、6)の結合接触面(9)がレーザ光の作用で溶融し、後続の加圧下での冷却プロセスの間に互いに結合するように構成されており、
    結合される前記ワークピースに圧力を加えるよう形成された挟持装置(1)は、前記ワークピース(5、6)を互いに押し付け、前記ワークピース(5、6)が、支持要素(3)と、挟持力を加えることができ、前記第1のワークピース(5)に亘って延在し、実質的にレーザ光に対して透過性である挟持要素(4)との間に配設されており、
    マスク構造(7)を有するマスク(8)であって、これにより前記第2のワークピース(6)上の前記結合接触面(9)のみを可塑化するように、レーザ光を前記結合接触面(9)の領域内のみ通過させる、マスク(8)が使用され、
    前記マスク構造(7)は、使用される前記レーザビーム(11)の波長よりも大きく、
    前記レーザビーム(11)は、線形状を有し、前記ワークピース(5、6)及び前記マスク(8)に対して移動するか、又は、平面形状を有し、前記ワークピース(5、6)及び前記マスク(8)において定常的に指向されるかのいずれかであり、
    前記レーザ源に面する少なくとも前記第1のワークピース(5)は、少なくとも前記挟持要素(4)に面する第1の外形面(14)上及び/又は前記第2のワークピース(6)に面する第2の外形面(15)上では平坦でない三次元成形品によって形成されており、
    前記挟持要素(4)は、その支持側面(13)上において前記第1のワークピース(5)へと、前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)に適合し、
    前記マスク構造(7)が前記第1のワークピース(5)に面する前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)上、及び/又は、前記第2のワークピース(6)に面する前記第1のワークピース(5)の前記第2の外形面(15)上に形成されていることを特徴とする、
    レーザ接合装置(2)。
  7. 形成された前記マスク構造(7)が、レーザ光を通過させない材料を含み、前記第1のワークピース(4)に面する前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)上、又は前記第2のワークピース(6)に面する前記第1のワークピース(5)の前記第2の外形面(15)上に配設されていることを特徴とする、請求項6に記載のレーザ接合装置。
  8. 形成された前記マスク構造(7)が、レーザ光を反射する材料を含むことを特徴とする、請求項7に記載のレーザ接合装置。
  9. 前記レーザ源に面する前記挟持要素(4)の前記側面(21)が平坦な設計を有し、前記レーザ放射がこの側面(21)でほぼ直角に指向されることを特徴とする、請求項6から請求項8のうちいずれか一項に記載のレーザ接合装置。
  10. 前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)のための前記挟持要素(4)の前記支持側面(13)が、前記第1のワークピース(5)の前記第1の外形面(14)のネガ型として少なくとも部分的に実装されていることを特徴とする、請求項6から請求項9のうちいずれか一項に記載のレーザ接合装置。
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