Überlegungen zum Material Um zwei thermoplastische Teile zu verbinden, ist es notwendig, dass die Materialien kompatibel sind. Andernfalls können beide Materialien zwar miteinander verschmelzen, aber es entsteht keine molekulare Verbindung. Ein gutes Beispiel wäre der Versuch, Polyethylen mit Polypropylen zu verschweißen. Diese beiden teilkristallinen Materialien haben ein ähnliches Aussehen und viele gemeinsame physikalische Eigenschaften. Sie sind jedoch chemisch nicht kompatibel und können daher nicht miteinander verschweißt werden. Kunststoffschweißen mit Laser | TRUMPF. Gleichartige Thermoplaste (d. h. Materialien mit denselben chemischen Eigenschaften) lassen sich miteinander verschweißen. Zum Beispiel lässt sich ein ABS-Teil mit einem anderen ABS-Teil verschweißen. Ungleiche Thermoplaste sind nur dann kompatibel, wenn ihre Schmelztemperaturen innerhalb von 6 °C (40 °F) liegen und sie eine ähnliche Molekularstruktur aufweisen. Es ist zum Beispiel wahrscheinlich, dass ein ABS-Teil mit einem Acrylteil verschweißt werden kann, da ihre chemischen Eigenschaften kompatibel sind.
Bild 2. Das Werkzeug - die Sonotrode. Die Anlage ermöglicht ohne extra Ausrüstung das Schweißen von Kunststoff mit einen Umfang von 400 mm. Das Aussehen der zu schweißenden Bauteile bestimmt den Typ und die Größe der Sonotrode und des Bauteilhalters, der das Bauteil am Arbeitsplatz fixieren soll. Unter anderem ermöglicht die Maschine auch Operationen durchführen, wie z. Einbau von metallischen Bauteilen in eine Kunststoffgrundlage, Stanznieten oder Schneiden von Kunststoffen. Zu beachten ist, dass das Pressschweißen im Gegensatz zum konstanten Naht-schweißen sich darin unterscheidet, dass die Sonotrode stationär zum Bauteil ausgerichtet ist. Die Konfiguration der Schweißnaht bestimmt die Form der Sonotrode, die sich mit einer bestimmten Kraft an das Bauteil drückt (siehe Bild 2) mit der Ausnahme, wenn der Kunststoff hohe Biegsamkeit und einen niedrigen Koeffizient beim Abklingen der Schwingungen aufweist (z. Bei schweren Polymeren wie Styrolharz oder Kapron). Ultraschall-Kunststoffschweißen - soniKKs Ultraschall. Bild 3. Kombinierte Sonodrode Wenn die Schweißnaht eine komplexe Form oder eine bedeutende Länge verfügt, ist es angemessen kombinierte Sonodrode oder mehrere Amplitudentransformationsstücke mit einzelnen Sonotroden zu verwenden.
Schweißen funktioniert durch Wärmeentwicklung. Deswegen können nur Kunststoffe verwendet werden, die sich durch Hitze verformen lassen ( Thermoplaste). Beim Ultraschallschweißen wird die Wärme durch mechanische Schwingungen ( Ultraschallwellen) erzeugt. Diese regen die Molekülketten in den Kunststoffen an und Reibungswärme entsteht. Das führt zur Schmelze. Unter zusätzlichem Druck können die Materialien punktgenau gefügt werden. Fügen von Kunststoffen – Wikipedia. Ein Generator wandelt Netzfrequenz in eine Hochfrequenz. Diese wird im Konverter in mechanische Schwingung umgewandelt. Das eigentliche Schweißwerkzeug, die Sonotrode – sie ist individuell auf das zu verfügende Werkstück angepasst – leitet die Schwingung in die Fügezone ein. Das Material erwärmt sich und schmilzt an den Berührungspunkten der Teile. Die zu verschweißenden Teile sollten zudem eine Schweißkontur haben, die dem Materialtyp und den Anforderungen an die Fügenaht entspricht. Perfect Product Herrmann Produktportfolio Von der vollständigen Ultraschall-Schweißmaschine bis hin zu einzelnen Schweißkomponenten, die sich perfekt in bestehende Systeme integrieren lassen: Unser breitgefächertes Produktportfolio bietet Ihnen alles für ein optimales Schweißerlebnis.
Fügung von Bauteilen mit dünnen Wänden Präzise Naht durch Zentrierung Wird als Alternative zum Nieten verwendet, wenn Nietzapfen nicht ans Bauteil angespritzt werden können. Deswegen "springt" die Sonotrode ein: Sie ist an der Stirnfläche speziell geformt und kann das Kunststoffteil so umformen, dass das zweite Material fixiert wird. Keine Energierichtungsgeber benötigt Fügung artfremder Materialien Großformatige Umformung möglich Die Bauteile liegen flächig ohne besondere Nahtgestaltung aufeinander. Die Spitze der Sonotrode dringt bis in die untere Platte durch. An dieser Stelle schmilzt der Kunststoff, sammelt sich teilweise in der Trennfuge und führt zu einer punktuellen Verbindung. Keine Energierichtungsgeber benötigt Punktgenaue Fügung Einfach, schnell und formschlüssig GRUNDLAGEN KUNSTSTOFFE AUTOMATION, AUTOMOTIVE, CONSUMER, ELECTRONICS, MEDICAL pdf 2 MB 944 KB 1 MB 946 KB 397 KB Branchenlösung AUTOMOTIVE Höchste Schweißqualität: Dicht, fest, maßhaltig und optisch einwandfrei müssen Automobil-Teile gefügt werden.
Die Fügeverfahren nehmen in der Kunststoffverarbeitung eine wichtige Stellung ein. Grob unterteilen lassen sich diese Verfahren in mechanische, thermische ( Schweißen) und klebtechnische Verbindungen. Verfahren [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Für Kunststoffe kommen vor allem folgende thermische Verbindungsverfahren zur Anwendung: Heißverstemmen Heizelementschweißen Heizwendelschweißen Hochfrequenzschweißen Laserdurchstrahlschweißen Zirkularschweißen Rotationsreibschweißen Ultraschallschweißen Vibrationsschweißen Warmgasschweißen Dabei lassen sich grundsätzlich nur thermoplastische Kunststoffe schweißen. Wesentliche Methoden zum mechanischen Fügen von Kunststoffen sind: Direktverschraubung Schnappsysteme Inserts Verfahrensbeschreibung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Zirkularschweißen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Beim Zirkularschweißen wird die benötigte Aufschmelzenergie durch eine Relativbewegung zwischen zirkular bewegtem Ober- und feststehendem Unterteil eingebracht.
Meistens gelten scharfe Bedingungen für die Schweißverbindung wie Robustheit, Luftdichtigkeit und ästhetisches Aussehen. Um diese zu erfüllen, müssen die Ingenieure bereits im Stadium der Entwicklung von Bauteilen ultraschallspezifische Veränderungen vornehmen. Zum Beispiel, beim Verbinden von Bauteilen aus schweren Polymeren, um den Druck in der Schweißzone zu fokussieren und die Luftdichtigkeit zu garantieren, werden V-artige Auslagen aus zu schweißenden Oberflächen verwendet. Die Größen und Winkel an der Spitze solcher Auslagen sind abhängig von den Eigenschaften des Materials, konstruktiven Formen und Bedingungen für die Schweißnaht. Manchmal, um die Robustheit der Naht zu erhöhen, benutzt man Zwischenlagen, was charakteristisch für das Schweißen von heterogenen Stoffen. Die Eigenschaften des Materials der Zwischenlage (Temperaturintervalle der Aggregatzustände, Konsistenz u. a. ) müssen nah am Durchschnitt der zu scheißenden Polymere sein. Die Anwendung solcher Zwischenlagen ermöglicht eine Differenzierung von Temperaturunterschied beim Schmelzen von Kunststoffen, senkt den beim Schweißen entstehenden Wärmeaustausch zwischen den Kunststoffen und garantiert die beste Temperaturkompatibilität beim Schweißen von heterogenen Polymeren.
Umweltfreundliche und energieeffiziente Verbindungstechnik Die Ultraschall-Technologie ist, im Vergleich zu anderen thermischen Verfahren, schnell, effizient und umweltfreundlich bei der Bearbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, Folien und Geweben. Unsere Produkte werden in allen kunststoffverarbeitenden Industrien eingesetzt, zum Beispiel Automobil Interieur und Exterieur, Filtration, Hygiene, technische Textilien, Verpackung, aber auch in der Umwelttechnologie. Wie funktioniert der Ultraschall? Die Ultraschall-Frequenz wird in einem Generator erzeugt. Der Generator wandelt Netzspannung in hochfrequente Hochspannung um und überträgt diese zum Schwinggebilde, das aus dem Konverter, dem Booster (Amplitudentransformationsstück) und der Sonotrode (Schweißwerkzeug) besteht. Der Konverter wandelt die ankommende Spannung elektrostriktiv in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz und leitet diese über Booster und Sonotrode in das Werkstück. Durch Absorption der Schwingungen entsteht bei Druckbeaufschlagung und senkrechter Einleitung der mechanischen Schwingungen Grenzflächen- und Molekularreibung in der Füge- oder Trennzone.
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