Mehrschichtige Thermoplastfolien finden in vielen Bereichen der Industrie Anwendung. Der Einsatzbereich reicht von der Verpackungstechnik über den Automotive-Bereich sowie der Medizintechnik bis zur Verkapselung von flexiblen OLEDs/OPVs. Für den jeweiligen Anwendungsfall werden die Thermoplastfolien durch den Einsatz von Mehrschicht bzw. Multimaterialsysteme angepasst. Das Fügen der Thermoplastfolie mit sich selbst oder einem weiteren Fügepartner stellt den zentralen Schritt bei der Weiterverarbeitung dar. Als Fügetechnologien sind hierfür unter anderem das Heizelement- und das Ultraschallschweißen etabliert. Aktuelle Trends verlangen zunehmend nach individualisierten Produkten, also einer Reduktion bis runter zu Losgröße eins, einer Minimierung der eingesetzten Polymervielfalt in einem Folienverbund, um eine bessere Recyclingfähigkeit zu erreichen, und präziseren sowie sichereren Fügeverbindungen. Die bisher auf dem Markt befindlichen, technologischen Ansätze können diesen vielschichtigen Anforderungen nur eingeschränkt Lösungen gegenüberstellen. Daher wird untersucht, inwieweit das Fügen mittels wellenlängenangepasster Laserbearbeitung hierzu, insbesondere bezogen auf die Selektivität und die Präzision, eine zukünftige Alternative darstellen kann. Die Betrachtung und der Vergleich erfolgt dabei sowohl anhand von Simulationen zur Strahlpropagation und Wärmeleitung im 3D Raum als auch an bildgebenden Thermografieaufzeichnungen und Dünnschnitten an physischen Schweißproben. Des Weiteren werden Aspekte der Wechselwirkung der eingestrahlten Laserstrahlung mit den einzelnen Schichten eines Thermoplastfolienverbunds und die sich daraus ableitenden Wärmeleitungsvorgänge physikalisch beschrieben und untersucht. Um eine Einordung vornehmen zu können, werden experimentellen Untersuchungen an einer Vielzahl marktüblicher Thermoplastfolien durchgeführt. Perspektivisch erfolgt die Auslegung und Umsetzung eines hybriden und simultanen laserbasierten Füge- und Trennprozesses für mehrschichtige Thermoplastfolien, wodurch eine Reduktion der Bearbeitungsstationen möglich ist. Für eine industrielle Umsetzung werden abschließend Möglichkeiten der Produktivitätssteigerung durch angepasste Prozesssystematik, Skalierung und Prozessüberwachung dargestellt.