Mikroskopieaufnahme einer Schweißnaht

Können Kunststoffbauteile aufgrund Ihrer Komplexität nicht in einem einzelnen Fertigungsschritt hergestellt werden wird der Einsatz von Fügetechnologien erforderlich. Das Schweißen bringt die Vorteile einer stoffschlüssigen und mediendichten Verbindung mit sich, die ohne den Einsatz von Zusatzwerkstoffen eine hohe Lastübertragung ermöglicht. Das Vibrationsschweißen thermoplastischer Kunststoffe ist gekennzeichnet durch kurze Zykluszeiten, Energieeffizienz, Eignung für große Teile und gute Reproduzierbarkeit. Das Infrarotschweißen bietet den Vorteil, dass die Erwärmung der Fügeflächen berührungslos erfolgt und somit das Schweißen von Kunststoffen mit höherer Temperaturbeständigkeit in einem 2-Stufen-Verfahren ohne Anhaften der entstehenden Schmelze an einem Heizelement möglich ist.

Neben dem reinen Infrarotschweißen von Kunststoffen werden Infrarotstrahler auch erfolgreich zur Vorwärmung bzw. Vorplastifizierung in Kombination mit dem Vibrationsschweißen eingesetzt. Bei der Kombination dieser beiden Schweißverfahren werden die Fügeflächen vor dem eigentlichen Reibprozess mit einem Infrarotstrahler berührungslos aufgeschmolzen und nach dem Aufbau einer geringen Schmelzeschichtdicke von 0,1 bis 0,2 mm wird der Strahler zwischen den Bauteilen herausgefahren und anschließend der Reibprozess gestartet. Dadurch, dass der Reibprozess in der Schmelze startet (keine Trockenreibphase), besteht die Gefahr der Partikelabgabe nicht mehr.

Forschungsarbeiten am LKT befassen sich u.a. mit der Untersuchung der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in der Fügezone, der Entwicklung von Strategien zur Online Qualitätssicherung sowie mit verschiedenen Möglichkeiten zur Herstellung von Mischmaterialverbunden, wie dem Schweißen von Thermoplasten ungleicher Art (z.B. Standartthermoplast mit Hochtemperaturthermoplast), FVK- Metallverbunden sowie der Verbindungstechnik von duroplastischen Kunststoffen.

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Michael Wolf, M.Sc.