Heiß-Gas-Schweißen von Polyamiden

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Heiß-Gas-Schweißen von Polyamiden"

Hella Maier
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Heiß-Gas-Schweißen von Polyamiden

2 KVT Bielefeld GmbH Auf die sichere Verbindung kommt es an! Ein Kurzportrait KVT Bielefeld wurde 1981 gegründet und kann heute auf über 25 Jahre Erfahrung im Bereich der Kunststoff-Schweißtechnik zurückgreifen. Das Unternehmen ist Hersteller von Schweißmaschinen zur Verbindung aller thermoplastischen Kunststoffe und zur Schaffung von Thermoplast- Metallverbindungen. Zum Kundenkreis gehören Unternehmen aus allen Bereichen der kunststoffverarbeitenden Industrie. Hier insbesondere aus dem Bereich der Automobilund Fahrzeugindustrie und dem Haushaltsgerätebereich, der so genannten weißen Ware. Auch die Hersteller und Zulieferer von Telekommunikations- und Elektrotechnischen Artikeln gehören ebenso zum langjährigen Kundenstamm, wie die Produzenten von Medizintechnik. Der Jahresumsatz beträgt ca. 5,5 Mio. Euro. Die Exportrate am Gesamtumsatz beträgt rund 60%. Der Export erfolgt auf alle Kontinente. KVT Bielefeld beschäftigt in den Bereichen Vertrieb, Engineering und Service 35 Mitarbeiter, welche alle langfristig dem Unternehmen angehören. Der Unternehmensleitsatz lautet: Der Kunde benötigt keine Maschinen, sondern ein Problemlösung. Aus diesem Leitsatz heraus, entstehen innovative, hoch produktive Schweißmaschinen, abgestimmt auf den Bedarf der Kunden. Seite 1

3 KVT Bielefeld GmbH Auf die sichere Verbindung kommt es an! Die Verfahren EWS - Elektromagnetisches Widerstands-Schweißen HES - Heiz-Element-Schweißen HGS - Heiß-Gas-Schweißen IRS - Infra-Rotlicht-Schweißen RRS - Rotations-Reib-Schweißen TF - Ein- und Zweiphasiges Thermoformen USS - Ultra-Schall-Schweißen Seite 2

4 Das Verfahren Bei dem Heiß-Gas-Schweißverfahren handelt es sich um eine Weiterentwicklung des Heizelement-Schweißverfahrens durch die konsequente Nutzung der jahrelangen anwendungstechnischen Erfahrungen im Bereich der Verschweißung thermoplastischer Bauteile. Dieses ausgereifte Verfahren ist grundsätzlich für alle thermoplastischen Formteile geeignet. Hervorragende Ergebnisse werden bei der thermischen Verschweißung von Polyamid und anderen High-Tech-Werkstoffen erzielt. Somit sind auch alle anderen, als schwer schweißbar geltende Kunststoffe, wie PBT, POM, PPO und PPS hervorragend schweißbar. Dieses innovative Verfahren wird vor allem dann eingesetzt, wenn es gilt hochfeste Schweißverbindungen zu realisieren, ohne dass durch den Schweißprozess Kleinstpartikel entstehen, wie dies bei mechanischen Schweißverfahren der Fall ist. Dies gilt ebenso für Schweißverbindungen bei denen thermischer Abbau oder die Schädigung des Materials für die Schweißverbindung nicht akzeptabel ist. Somit ist das Heiß-Gas-Schweißverfahren für eine Vielzahl von hochwertigen Thermoplasten die einzige Möglichkeit eine hochfeste, homogene und partikelfreie thermische Verschweißung zu realisieren. Seite 3

Der Prozess Die beiden zu verschweißenden Fügepartner werden in je eine produktspezifische Werkstückaufnahme eingelegt.

Durch Zusammenfahren der beiden Vorschubeinheiten werden die Teile ausgerichtet und gespannt und die Maßhaltigkeit der Fügepartner mittels Vormaßkontrolle überprüft.

Nun erfolgt die Durchwärmphase, bei der die Fügezone mittels Strahlungswärme plastifiziert wird.

Nach Einbringen der erforderlichen Schmelzwärme in das Kunststoffteil fahren die Vorschübe soweit auseinander, dass das Heizelement von der Bearbeitungsposition in die

5 Der Prozess Die beiden zu verschweißenden Fügepartner werden in je eine produktspezifische Werkstückaufnahme eingelegt. Mit dem Startsignal erfolgt die Kontrolle der Werkstücke auf Anwesenheit. Durch Zusammenfahren der beiden Vorschubeinheiten werden die Teile ausgerichtet und gespannt und die Maßhaltigkeit der Fügepartner mittels Vormaßkontrolle überprüft. Bei korrektem Vormaß öffnen sich die Vorschubeinheiten und der eigentliche Schweißprozess wird durch das Einfahren des Heizelementes in die Erwärmposition eingeleitet. Nun erfolgt die Durchwärmphase, bei der die Fügezone mittels Strahlungswärme plastifiziert wird. Die Wärmeüberleitung vom Heizelement zur Schweißnaht des Schweißgutes wird hierbei von einem heißen Schutzgasstrom forciert. Nach Einbringen der erforderlichen Schmelzwärme in das Kunststoffteil fahren die Vorschübe soweit auseinander, dass das Heizelement von der Bearbeitungsposition in die Parkposition fahren kann. Jetzt erfolgt der eigentliche Fügeprozess durch das Schließen der Vorschubeinheiten, so dass die plastifizierten Schweißgeometrien definiert ineinander gefügt werden. Der vorgegebene Fügeweg wird überwacht und sichert so das korrekte Endmaß der verschweißten Teile. Nach Ablauf einer kurzen Kühlzeit, bei der die Fügepartner weiter mit Fügedruck beaufschlagt werden, kann das fertige Bauteil entnommen werden. Seite 4

6 Die Vorteile - Keine, vom Schweißprozess verursachten, Partikel im Inneren des geschweißten Produktes aufgrund fester Anbindung des Schweißnahtaustriebes an die Fügezone - Verschweißung von Innenrippen der Produkte möglich, dadurch wird die Belastung der Zug- und Scherkräfte auf die Schweißnaht reduziert. Dies erhöht vor allem die Festigkeit von Druckbehältern. - Aufgrund der Schweißnahtgestaltung baut diese weniger auf als bei Alternativverfahren, da keine Abschottung der Schweißnaht nach Innen erfolgen muss. Dies hat eine Volumenvergrößerung zur Folge. - Keinerlei mechanische Belastung der zu bearbeitenden Werkstücke. - Keine mechanische Belastung von elektrischen Bauteilen im Inneren der Werkstücke. - Keine Markierungen oder Beschädigungen am Äußeren der Produkte durch die Werkstückaufnahmen. - Thermische Erwärmung der Fügezone ohne Kontaktierung des Heizelementes. - Absolute Homogenität des Materials im Bereich der Schweißnaht. - Optimale Festigkeitswerte mit einem Schweißnahtfaktor bis 1,0 bei ungefüllten Werkstoffen und in idealer Schweißnahtgestaltung. - Nahezu alle dreidimensionalen Schweißnahtverläufe können realisiert werden (bis zu 45 aus der Ebene problemlos möglich). - Keinerlei Oxidation des plastifizierten Materials im Schweißnahtbereich durch den Einsatz von Schutzgas, hierdurch auch keinerlei farbliche Veränderungen an Material in natur, weiß, rot, blau, gelb, etc. - Leichte Verzüge der Teile und Einfälle im Bereich der Schweißnaht können überbrückt werden. - Hohe Wirtschaftlichkeit durch geringen Invest in Bezug auf die Produktionsleistung (Mehrfachnutzen). - Kein Materialverlust durch Angleichen der Fügepartner, wie beim konventionellen Heiz-Element-Schweißen. Seite 5

7 Die Musterteile Ansaugrohr mit dreidimensionalem Schweißnahtverlauf Material: PA6-GF15 Ladeluftrohr aus PA6-GF Seite 6

8 Die Schnitte Ölbehälter aus PA6 unverstärkt Abgassammlergehäuse aus PPS-GF50 Seite 7

9 Die Schweißnahtgestaltung Schweißnaht ohne Abdeckung nach innen und außen. Eine Abdeckung nach innen ist nicht erforderlich, da der Schweißaustrieb fest mit dem Bauteil verbunden ist. Ist das Bauteil kein Sichtteil, ist eine Abdeckung nach außen nicht erforderlich. Schweißnaht einseitig nach außen verdeckt. Hierbei handelt es sich um ein Sichtteil; der äußere Schweißaustrieb darf nicht zu sehen sein. Zum Bauteilinneren erfolgt keine Abdeckung des Schweißaustriebes, da dieser fest mit dem Bauteil verbunden ist und sich keine Partikel lösen können. Seite 8

Die Maschinen Polyamid-Schweißmaschine KVT VP-C

Maschinenschutzverkleidung - 3 NC-Achsmodule für die

für die horizontale Vorschubeinheit Heizelement -

Temperaturregelkreise mit Temperaturüberwachung -

10 Die Maschinen Polyamid-Schweißmaschine KVT VP-C NC-HGS - Stabiles Maschinengrundgestell - Maschinenschutzverkleidung - 3 NC-Achsmodule für die vertikalen Vorschubeinheiten Oben und Unten, sowie für die horizontale Vorschubeinheit Heizelement - NC-Maschinensteuerung Typ S7 von Siemens - 3 Temperaturregelkreise mit Temperaturüberwachung - Gasgenerator zur Schutzgaserzeugung - Fügeweg- und Fügekraftmessung Seite 9

Die Maschinen HGS-Maschine in Sonderbauweise für die Verschweißung von Fensterführungsschienen - Schweißmaschine mit Zwei-Positionen-Schiebetisch zur wechselseitigen Beschickung der Anlage - Vier

11 Die Maschinen HGS-Maschine in Sonderbauweise für die Verschweißung von Fensterführungsschienen - Schweißmaschine mit Zwei-Positionen-Schiebetisch zur wechselseitigen Beschickung der Anlage - Vier Kavitäten je Schiebetisch - Abholtakt der oberen Gehäusehälfte durch die Anlage - NC-gesteuerte Verfahrbewegung der Achsen - Inkl. Integriertem Stickstofferzeuger - Heizelement-Größe 1000 x 600 mm - Heizelement-Gewicht 600 kg Seite 10

Die Maschinen HGS-Maschine für die Herstellung von Lenkölbehältern - Schweißmaschine mit vier NC-gesteuerten Vorschubeinheiten - Bearbeitung von drei Kavitäten

12 Die Maschinen HGS-Maschine für die Herstellung von Lenkölbehältern - Schweißmaschine mit vier NC-gesteuerten Vorschubeinheiten - Bearbeitung von drei Kavitäten pro Zyklus - Integriertes Übergabehandling für Einzelteile und die geschweißten Bauteile - i.o.-/n.i.o.-teile-separierung - integrierter Stickstofferzeuger Seite 11

13 Die Anwendungen Ölbehälter Bremsflüssigkeitsbehälter Kraftstoffbehälter Kühlwasserausgleichsbehälter Lenkölbehälter Thermostatgehäuse Pumpengehäuse Getriebeölbehälter Hydraulikölbehälter Zylinderkopfhauben Saugmodule Luftführungen Ladeluftpumpen Filterelemente Filtergehäuse Öleinfüllstutzen Rohrleitungen Gehäuse von Motorgeräten Rohrverbindungselemente Ölnebelabscheider Seite 12

14 Das Fazit Das Heiß-Gas-Schweißverfahren wird immer dann Anwendung finden, wenn es gilt, Fügepartner aus Polyamid und anderen teilkristallinen Werkstoffen hochfest und ohne die Entstehung von Partikeln zu verschweißen. Vor allem die Partikelfreiheit im Produktinneren ist aufgrund der immer komplexeren Bauteile von zunehmender Bedeutung. Nähere Informationen zu Ihrem Anwendungsfall erhalten Sie bei: KVT Bielefeld GmbH Werkering Bielefeld Tel. +49 (0) Fax +49 (0) info@kvt-bielefeld.de Seite 13

Ähnliche Dokumente

Elektromagnetisches- Widerstands- Schweißen Das EWS-Verfahren

Elektromagnetisches- Widerstands- Schweißen Das EWS-Verfahren KVT Bielefeld GmbH Auf die sichere Verbindung kommt es an! Ein Kurzportrait KVT Bielefeld wurde 1981 gegründet und kann heute auf über 25 Jahre