Werkstoff und Teilegeometrie bestimmen, welches Verfahren sich für das Fügen von Kunststoffen eignet und wirtschaftlich ist. Mittels Hybridschweißen sollen sich nun auch große 3D-Teile verbinden lassen.
Auf der Messe K 2004 wurde ein neuartiges Fügeverfahren für Kunststoffe präsentiert: das so genannte Hybridschweißen. Laut Anbieter ist es so kostengünstig wie konventionelle Lichtschweißsysteme und so effizient wie das Laserschweißen. Dank dualer Bestrahlung ergeben sich zudem neue Möglichkeiten zur Prozessführung. Im Vergleich zum Laserkonturschweißen soll das besonders gleichmäßige Temperaturfeld in der Fügeebene die Zykluszeiten deutlich reduzieren – und das bei geringerer Laserleistung als bisher. Das Verfahren eignet sich besonders für große 3D-Teile, die sich mit den bereits etablierten Methoden nur bedingt fügen lassen.
Herkömmliche Teile aus Thermoplasten, amorphen Harzen und glasgefüllten Hochleistungs-Kunststoffen können mit Vibrationsschweißanlagen gefügt werden. Diese sollen besonders schnell und leise arbeiten, da die Teilevibration über Hubschlitten und -tisch abgeleitet wird. Die Anlagen sind im Baukasten-Prinzip aus handelsüblichen Baugruppen aufgebaut und daher leicht zu warten. Die Resonanzfrequenz der elektromagnetischen Vibrationsköpfe wird automatisch ermittelt, eine Schmierung ist nicht erforderlich. Für unterschiedliche Werkstückgrößen sind die Modelle VWB 3500 und VWB 3700 mit Arbeitsbereichen von 965 mm x 455 mm und 1320 mm x 610 mm erhältlich.
Eine neue Heißgas-Schweißmaschine ist speziell für das thermische Schweißen teilkristalliner Werkstoffe wie Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyphenylensulfid (PPS) ausgelegt. Laut Anbieter verschweißt sie die Kunststoffe partikelfrei und ohne mechanische Belastung. Die Fügezone wird meist bei Temperaturen von mehr als 500 °C durch Strahlungswärme plastifiziert. Dabei unterstützt ein Heißgasstrom die Wärmeüberleitung vom Heizelement zur Schweißnaht. Das Heißgas soll verhindern, dass der Kunststoff verbrennt und oxidiert. Die hohe Temperatur sorgt für kurze Zykluszeiten. Für jeden Werkstoff lassen sich spezifische Programme realisieren.
Mit dem Ultraschallschweißgerät HG 20-1 soll der Anwender erstmals Kunststoffe bei Frequenzen von 20 kHz von Hand verschweißen können. Die Leistung beträgt bis zu 1000 W. Typische Anwendungen für dieses Verfahren sind das Bearbeiten von Halbzeugen, die Materialprüfung, die Innenkonfektion von Automobilen und die Medizintechnik. Ein robustes Aluminium-Gehäuse soll die Handpistole vor Resonanzen schützen und damit verbundene Amplitudenverluste vermeiden. Für den Dauerbetrieb sind Konverter und Sonotrode innengekühlt. Nach Gebrauch lässt sich das Handschweißgerät praktisch am Haken verstauen. bk/re
Weitere Informationen:
Hybridschweißen 649 Vibrationsschweißen 650 Heißgasschweißen 651
Ultraschallschweißen 652
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