DE10122802A1 - Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen - Google Patents

Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen

Info

Publication number
DE10122802A1
DE10122802A1 DE10122802A DE10122802A DE10122802A1 DE 10122802 A1 DE10122802 A1 DE 10122802A1 DE 10122802 A DE10122802 A DE 10122802A DE 10122802 A DE10122802 A DE 10122802A DE 10122802 A1 DE10122802 A1 DE 10122802A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
preheating
heat generated
joining
joint surfaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10122802A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Potente
Frauke Becker
Odo Karger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10122802A priority Critical patent/DE10122802A1/de
Publication of DE10122802A1 publication Critical patent/DE10122802A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/024—Thermal pre-treatments
    • B29C66/0242—Heating, or preheating, e.g. drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7311—Thermal properties
    • B29C66/73115—Melting point
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7311—Thermal properties
    • B29C66/73115—Melting point
    • B29C66/73116—Melting point of different melting point, i.e. the melting point of one of the parts to be joined being different from the melting point of the other part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7312—Rheological properties
    • B29C66/73121—Viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7315—Mechanical properties
    • B29C66/73151—Hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0838—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0855—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using microwave
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0609—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding characterised by the movement of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0672—Spin welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/1403—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation characterised by the type of electromagnetic or particle radiation
    • B29C65/1412—Infrared [IR] radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/1403—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation characterised by the type of electromagnetic or particle radiation
    • B29C65/1425—Microwave radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7315—Mechanical properties
    • B29C66/73151—Hardness
    • B29C66/73152—Hardness of different hardness, i.e. the hardness of one of the parts to be joined being different from the hardness of the other part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Um bei einem Schweißverfahren von Fügeteilen aus Kunststoffen, bei denen eine Grenzflächenreibung an Fügeflächen zu einer Erwärmung und Plastifizierung der Kunststoffe führt, Schweißverbindungen ohne Verunreinigungen ohne Verunreinigungen durch eine Feststoffabtrieb oder durch Fuseln zu erhalten, gelangt wengistens eine Fügefläche vorgewärmt zur Schweißung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Schweißen von Fügeteilen aus Kunststoffen, bei denen eine Grenzflächenreibung an den Fügeflächen zu einer Erwärmung und einer Plastifizierung der Kunststoffe führt.
Als typische Vertreter der genannten Schweißverfahren seinen hier genannt das Vibrationsreibschweißen, bspw. ein Linear-, Biaxial- oder Angular-Vibrationsschweißen, das Rotationsreibschweißen oder das Ultraschallschweißen.
Diesen Schweißverfahren ist gemeinsam, daß es aufgrund von Grenzflächenreibungen an den Fügeflächen zu einer Erwärmung und einer gemeinsamen, idealerweise gleichartigen Plastifizierung kommt, durch die, nach Erkalten, eine Verbindung zwischen den Fügeteilen erreicht wird. Diese Schweißverfahren haben sich in der Praxis generell bewährt, jedoch besteht das Problem, daß in der Anfangsphase des Aufschmelzens der Fügeflächen es zu einem Feststoffabrieb und zur Bildung von Fusseln kommt. Aus diesem Grund ist regelmäßig eine Reinigung der zusammengefügten Teile anschließend nötig, was beispielsweise auch aufgrund statischer Aufladung nicht immer unproblematisch ist. Auch kann durch eine komplexe Geometrie der zusammengefügten Bauteile eine Reinigung erheblich erschwert werden.
Insbesondere dürfen häufig Bauteile für ihre spätere Verwendung keinerlei Verunreinigungen aufweisen, bspw. fluidführende Leitungen, Filtergehäuse oder dergleichen mehr.
Auch das Schweißen von Fügeteilen, bei denen eines bspw. durch Glasfasern verstärkt ist, kann bei den genannten Verfahren problematisch sein. Häufig erfolgt keine gleichmäßige Plastifizierung der zusammenzufügenden Flächen. Es kommt vielmehr regelmäßig dazu, daß das nicht verstärkte Teil plastifiziert wird und das glasfaserverstärkte Teil sich in das nicht verstärkte Teil eingräbt, ohne daß es bei dem verstärkten Teil zu einem für ein Schweißen ausreichenden Aufschmelzen kommt. Dies führt regelmäßig zu einer Verbindung unzureichender Festigkeit.
Solche Verbindungen unzureichender Festigkeit treten regelmäßig auch dann auf, wenn Kunststoffe unterschiedlicher Schmelztemperaturen, unterschiedlicher Härte oder unterschiedlicher Schmelzviskositäten etc. miteinander verbunden werden sollen.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein in Rede stehendes Schweißverfahren zur Verfügung zu stellen, das sicher zu Verbindungen ausreichender Festigkeit führt, insbesondere auch zu Schweißverbindungen ohne Verunreinigungen durch einen Feststoffabrieb und durch Fusseln.
Zur Lösung dieser technischen Problematik wird bei einem Verfahren für ein Schweißen von Fügeteilen aus Kunststoffen, bei denen eine Grenzflächenreibung an den Fügeflächen zu einer Erwärmung und Plastifizierung der Kunststoffe führt, gemäß des Anspruches 1 darauf abgestellt, daß wenigstens eine Fügefläche vorgewärmt zur Schweißung gelangt.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß bei einem Vorwärmen wenigstens einer Fügefläche eine Abriebbildung und das Auftreten von Fusseln aufgrund der Grenzflächenreibung der noch festen Fügeflächen deutlich vermindert wird. Auch kann durch das Vorwärmen vorzugsweise der Fügefläche eines verstärkten Fügeteils das Aufschmelzen beim Schweißen der beiden Teile vergleichmäßigt werden, so daß ein Eingraben des verstärkten in das unverstärkte Fügeteil weitgehend vermieden wird.
Solches gilt auch für zu verbindende Teile aus Kunststoffen unterschiedlich hoher Schmelztemperaturen, unterschiedlicher Härte oder unterschiedlicher Schmelzeviskosität.
In weiterer Ausgestaltung ist bei dem Verfahren nach der Erfindung vorgesehen, daß eine Schweißung zwischen Fügeflächen unterschiedlicher oberflächiger Aggregatzustände vorgenommen wird. Hier ist insbesondere daran gedacht, daß durch das Vorwärmen die wenigstens eine Fügefläche oberflächig plastifiziert zur Schweißung gelangt. Ein Feststoffabrieb liegt dann praktisch nicht mehr vor. Insbesondere können so bei faserverstärkten Werkstoffen frei werdende, u. U. krebserregenden Fasern vermieden werden. Eine nachträgliche Reinigung oder Spülung der Teile ist nicht mehr erforderlich. Mithin wird auch der Prüfungsaufwand eines fertigen Bauteils dadurch vermindert, daß auf Partikel im bzw. am Produkt nicht mehr geprüft werden muß.
Insbesondere ist an eine vollständige, vollflächige oberflächige Aufschmelzung der Fügefläche gedacht, so daß ein Reiben zwischen festen Oberflächen bei dem Schweißverfahren nach der Erfindung sicher ausgeschlossen ist.
Die Vorwärmung kann nahezu beliebig erfolgen. Bevorzugt werden berührungslose Erwärmungen z. B. mittels eines Lasers, wobei an eine simultane Lasererwärmung mittels einer Laser-Dioden-Matrix oder an eine quasi simultane Erwärmung durch Scannen der Oberflächen gedacht sein kann.
Alternativ, gegebenenfalls auch in einer Kombination, kann eine Vorwärmung mittels eines Infrarotstrahlers erfolgen, bspw. mittels Keramik-, Halogen- oder Quarzstrahlern.
Als weitere Alternative bietet sich die Vorwärmung mittels Mikrowellen an.
Neben einer Erwärmung durch Bestrahlen kann eine solche Erwärmung der Fügefläche auch konvektiv erfolgen, beispielsweise durch die Zufuhr eines Warmgases.
Zwar werden die erläuterten berührungslosen Erwärmungen der Fügefläche bevorzugt, da keinerlei mechanische Wechselwirkung mit dem Schmelzfilm erfolgt, jedoch ist auch eine Erwärmung aufgrund von Wärmeleitungen grundsätzlich möglich, beispielsweise durch Nutzung eines Heizelementes.
Die Art der Vorwärmung wird regelmäßig von den vorhandenen Ressourcen bestimmt sein, der Art der Kunststoffe, insbesondere in welchem Maß diese bspw. bis zu einer Plastifizierung erwärmt werden müssen, von deren Härte und dergleichen. Insbesondere wird die nötige Wärmeleistung auch durch die vorgegebene Zeit bestimmt werden, in der insbesondere ein vollflächiger Schmelzefilm aufgeschmolzen werden soll, der eine Fügefläche vollflächig überdeckt.
Insbesondere bei dem Schweißen von gleichartigen Kunststoffteilen ist letztlich daran gedacht, beide Fügeflächen vorzuwärmen. Ein schnelleres, exaktes Schweißen ohne jeden Abrieb kann so sichergestellt werden.

Claims (11)

1. Verfahren für ein Schweißen von Fügeteilen aus Kunststoffen, bei denen eine Grenzflächenreibung an Fügeflächen zu einer Erwärmung und Plastifizierung der Kunststoffe führt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Fügefläche vorgewärmt zur Schweißung gelangt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißung zwischen Fügeflächen unterschiedlicher oberflächiger Aggregatzustände vorgenommen wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Vorwärmen die wenigstens eine Fügefläche oberflächig plastifiziert zur Schweißung gelangt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Fügefläche bis zu einer vollflächigen oberflächigen Aufschmelzung vorgewärmt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung berührungslos erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung mittels eines Lasers erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung mittels eines Infrarotstrahlers erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung mittels Mikrowellen erfolgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung konvektiv erfolgt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung durch Wärmeleitung erfolgt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Fügeflächen vorgewärmt werden.
DE10122802A 2001-04-04 2001-05-10 Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen Ceased DE10122802A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10122802A DE10122802A1 (de) 2001-04-04 2001-05-10 Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116737 2001-04-04
DE10122802A DE10122802A1 (de) 2001-04-04 2001-05-10 Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10122802A1 true DE10122802A1 (de) 2002-10-17

Family

ID=7680329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10122802A Ceased DE10122802A1 (de) 2001-04-04 2001-05-10 Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10122802A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003084736A2 (en) * 2002-04-01 2003-10-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for obtaining improved ultrasonic bond strength
EP1440784A1 (de) * 2003-05-30 2004-07-28 Leister Process Technologies Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken aus Kunststoff mittels Laserstrahl
WO2007110085A1 (de) * 2006-03-23 2007-10-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffeilen sowie heizvorrichtung
DE202011108504U1 (de) * 2011-11-30 2013-03-01 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Vorrichtung zum Ultraschallschweißen
US8747585B2 (en) 2008-06-24 2014-06-10 Airbus Operations Ltd Method and apparatus for fabricating a fibre reinforced thermoplastic composite structure
EP2838314A1 (de) 2013-08-13 2015-02-18 Branson Ultraschall Niederlassung der Emerson Technologies GmbH & Co. oHG Wärmestrahler, Vorrichtung zum Infrarotschweißen und Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffbauteilen
DE102014221139A1 (de) * 2014-10-17 2016-04-21 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Kunststoff-Vorwärmanordnung für eine Kunststoffschweißvorrichtung, Kunststoffschweißvorrichtung sowie Vorwärmverfahren für ein Bauteil
CN106808095A (zh) * 2017-03-31 2017-06-09 北京工业大学 激光加热摩擦焊方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003084736A2 (en) * 2002-04-01 2003-10-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for obtaining improved ultrasonic bond strength
WO2003084736A3 (en) * 2002-04-01 2004-01-22 Kimberly Clark Co Method for obtaining improved ultrasonic bond strength
US6773527B2 (en) 2002-04-01 2004-08-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for obtaining improved ultrasonic bond strength
EP1440784A1 (de) * 2003-05-30 2004-07-28 Leister Process Technologies Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken aus Kunststoff mittels Laserstrahl
WO2007110085A1 (de) * 2006-03-23 2007-10-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffeilen sowie heizvorrichtung
US8747585B2 (en) 2008-06-24 2014-06-10 Airbus Operations Ltd Method and apparatus for fabricating a fibre reinforced thermoplastic composite structure
US9469067B2 (en) 2008-06-24 2016-10-18 Airbus Operations Ltd Method and apparatus for fabricating a fibre reinforced thermoplastic composite structure
DE202011108504U1 (de) * 2011-11-30 2013-03-01 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Vorrichtung zum Ultraschallschweißen
EP2838314A1 (de) 2013-08-13 2015-02-18 Branson Ultraschall Niederlassung der Emerson Technologies GmbH & Co. oHG Wärmestrahler, Vorrichtung zum Infrarotschweißen und Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffbauteilen
DE102013216021A1 (de) 2013-08-13 2015-02-19 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Wärmestrahler, Vorrichtung zum Infrarotschweißen und Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffbauteilen
US9724903B2 (en) 2013-08-13 2017-08-08 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Heat radiator, device for infrared welding and method for heating plastic components
US10479064B2 (en) 2013-08-13 2019-11-19 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Heat radiator, device for infrared welding and method for heating plastic components
DE102014221139A1 (de) * 2014-10-17 2016-04-21 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Kunststoff-Vorwärmanordnung für eine Kunststoffschweißvorrichtung, Kunststoffschweißvorrichtung sowie Vorwärmverfahren für ein Bauteil
US10220572B2 (en) 2014-10-17 2019-03-05 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Plastic preheating arrangement for a plastic welding device, a plastic welding device as well as a preheating method for a component
CN106808095A (zh) * 2017-03-31 2017-06-09 北京工业大学 激光加热摩擦焊方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015000397B4 (de) Verfahren zum Fügen eines Metallelements mit einem Harzelement
DE102005000160B4 (de) Verfahren zum formschlüssigen Verbinden zweier Bauteile
DE19919191A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen
DE19944745B4 (de) Infrarotverbinden von transparenten Kunststoffgegenständen
DE10122802A1 (de) Verfahren für ein Schweissen von Fügeteilen aus Kunststoffen
EP3458248A1 (de) VERFAHREN ZUM VERSCHWEIßEN VON FORMKÖRPERN
DE1479207A1 (de) Verfahren zum Verbinden von Gurtbaendern aus Polymeren vermittels eines Heissverklebens
DE19719363B4 (de) Kunstharzverbundanordnung
DE102016216844B4 (de) Verfahren für das Laserstrahl-Kunststoffschweißen sowie Vorrichtung
DE60106595T2 (de) Anbau zum infrarotschweissen
DE10232727A1 (de) Verfahren zum Fügen von Kunststoffbauteilen mittels Laserstrahlung
DE7425376U (de) Vorrichtung zum Verschweißen von Formteilen, Profilen o. dgl. aus thermoplastischen Kunststoffen
DE3132274A1 (de) Verfahren und vorrrichtung zum verschweissen von thermoplastischem bahnmaterial
EP3433078B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung oder zum trennen einer verbindung mindestens eines metallischen oder keramischen bauteils und eines aus oder mit einem thermoplastischen polymer gebildeten bauteils
DE102013103417A1 (de) Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen einem Metallteil und einem Kunststoffteil
EP3170647B1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundelements umfassend ein metallprolielement und einen kunststoffschaumkörper
DE102013223166A1 (de) Sonotrode zum Ultraschallschweißen, Ultraschallschweißanlage, Verfahren zum Ultraschallschweißen, sowie Schweißverbindung
DE3913723A1 (de) Verfahren zum verschweissen der stirnflaechen von kunststoffteilen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE1429016A1 (de) Verfahren zum Verbinden von thermoplastischen Kunststoffteilchen
EP1242229A1 (de) Verfahren zum berührungslosen biegen von teilen aus einem thermoplastischen kunststoff und nach diesem verfahren gebogenes oder justiertes teil
DE102005047511B4 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Kunststoffteile
DE102016209948A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile und Bauteileverbund
EP0350651A2 (de) Verfahren zum Verbinden von Formkörpern
EP1344630B1 (de) Verfahren zum Verschweissen zweier Bauteile aus Kunststoff
DE102015101711B4 (de) Verfahren zum Bilden einer Klebeverbindung sowie Verfahren zum Reparieren von Automobilkomponenten

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection