DE102019106446A1 - Method for producing a thermoplastic joint, method for repairing a first component and joint - Google Patents

Method for producing a thermoplastic joint, method for repairing a first component and joint Download PDF

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Georg Doll
Karola Kotzur
Peter Herrmann
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    • B29K2105/0079—Liquid crystals

Abstract

Für die Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung (125) zwischen einem ersten Bauteil (100) und einem zweiten Bauteil (102) wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend das additive Aufbringen einer ersten Funktionsschicht (104) aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines ersten Bauteils (106), wobei das erste Bauteil (100) aus einem thermoplastischen Material ist und wobei das erste amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt, das additive Aufbringen einer zweiten Funktionsschicht (126) aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines zweiten Bauteils (102), wobei das zweite Bauteil aus einem thermoplastischen Material ist und wobei das zweite amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt und das Verbinden des ersten Bauteils (100) und des zweiten Bauteils (102) in einem Fügebereich (124) mittels der ersten Funktionsschicht (104) und der zweiten Funktionsschicht (126).A method is provided for producing a thermoplastic joint (125) between a first component (100) and a second component (102), comprising the additive application of a first functional layer (104) made of a first amorphous thermoplastic material to a surface area of a first component (106), wherein the first component (100) is made of a thermoplastic material and wherein the first amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during the application, the additive application of a second functional layer (126) made of a second amorphous thermoplastic material on a surface area of a second Component (102), wherein the second component is made of a thermoplastic material and wherein the second amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during application and the connection of the first component (100) and the second component (102) in a joining area (124) by means of the first F Unktionsschicht (104) and the second functional layer (126).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil.The present invention relates to a method for producing a thermoplastic joint between a first component and a second component.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils.The present invention also relates to a method for repairing a first component.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine thermoplastische Fügeverbindung, umfassend ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil.The present invention further relates to a thermoplastic joint connection, comprising a first component and a second component.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art breitzustellen, welches zu einer festen Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils führt.The present invention is based on the object of providing a method of the type mentioned at the outset which leads to a firm connection of the first component and the second component.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil gelöst, umfassend:

  • - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines ersten Bauteils, wobei das erste Bauteil aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist und wobei das erste amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; und
  • - additives Aufbringen einer zweiten Funktionsschicht aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines zweiten Bauteils, wobei das zweite Bauteil aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist wobei das zweite amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; und
  • - Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils in einem Fügebereich mittels der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht.
According to the invention, this object is achieved by a method for producing a thermoplastic joint connection between a first component and a second component, comprising:
  • additive application of a first functional layer made of a first amorphous thermoplastic material to a surface area of a first component, the first component being made of a thermoplastic material and wherein the first amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during the application; and
  • additive application of a second functional layer made of a second amorphous thermoplastic material to a surface area of a second component, the second component being made of a thermoplastic material, the second amorphous thermoplastic material remaining amorphous thermoplastic during the application; and
  • Connecting the first component and the second component in a joining area by means of the first functional layer and the second functional layer.

Der Fügebereich umfasst vorzugsweise die erste Funktionsschicht und die zweite Funktionsschicht oder ist daraus gebildet. Insbesondere umfasst der Fügebereich einen Übergangsbereich zwischen der ersten Funktionsschicht und dem ersten Bauteil und einen Übergangsbereich zwischen der zweiten Funktionsschicht und dem zweiten Bauteil.The joining area preferably comprises the first functional layer and the second functional layer or is formed therefrom. In particular, the joining area comprises a transition area between the first functional layer and the first component and a transition area between the second functional layer and the second component.

Unter einer Fügeverbindung ist im Sinne der Erfindung eine dauerhafte Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich zu verstehen. Vorzugsweise ist die Fügeverbindung eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich.In the context of the invention, a joint connection is to be understood as a permanent connection of the first component and the second component in the joint area. The joint connection is preferably an integral connection of the first component and the second component in the joint area.

Sämtliche Materialien, welche als thermoplastisch charakterisiert sind, sind vorzugsweise thermoplastische Polymermaterialien.All materials that are characterized as thermoplastic are preferably thermoplastic polymer materials.

Bei den amorphen thermoplastischen Materialien sind die einzelnen Molekülketten der Materialien regellos ineinander verknäult.In the case of amorphous thermoplastic materials, the individual molecular chains of the materials are randomly intertwined.

Das additive Aufbringen ermöglicht eine exakte Positionierung der Funktionsschichten. Es kann Material im Vergleich zu einem weniger kontrollierten Aufbringen eingespart werden. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen Funktionsschichten integral mit den ersten, beziehungsweise zweiten, Bauteilen hergestellt werden.The additive application enables an exact positioning of the functional layers. Material can be saved compared to a less controlled application. This increases the economic efficiency of the method in comparison to conventional methods in which functional layers are produced integrally with the first or second components.

Mit amorphen thermoplastischen Funktionsschichten zur Verbindung des ersten und des zweiten Bauteils lassen sich besonders haltbare Fügeverbindungen zwischen den Bauteilen erzielen.With amorphous thermoplastic functional layers for connecting the first and the second component, particularly durable joint connections can be achieved between the components.

Dadurch, dass das Aufbringen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht additiv erfolgt, können die Herstellungsprozesse des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils beendet werden, bevor die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht aufgebracht werden.Because the first functional layer and / or the second functional layer are applied additively, the manufacturing processes of the first component and / or the second component can be ended before the first functional layer and / or the second functional layer are applied.

Eine Degradation oder sonstige Hitzeschäden in der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht, welche aufgrund von hohen Temperaturen während der Bauteilherstellung entstehen, können vermieden werden.Degradation or other heat damage in the first functional layer and / or the second functional layer, which arise due to high temperatures during component manufacture, can be avoided.

Beispielsweise können das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil getempert werden, bevor oder nachdem die erste und/oder die zweite Funktionsschicht aufgebracht werden. Das Tempern des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils ist typischerweise nach der Herstellung des ersten und des zweiten Bauteils notwendig.For example, the first component and / or the second component can be tempered before or after the first and / or the second functional layer are applied. The tempering of the first component and the second component is typically necessary after the production of the first and the second component.

Darüber hinaus wird Tempern von thermoplastischen Bauteilen oft eingesetzt, um Materialeigenschaften der Bauteile zu optimieren, vorzugsweise um die Kristallinität der thermoplastischen Bauteile zu erhöhen.In addition, tempering of thermoplastic components is often used to optimize the material properties of the components, preferably to increase the crystallinity of the thermoplastic components.

Auch kann durch das additive Aufbringen der ersten und/oder zweiten Funktionsschicht eine starke Durchmischung des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils beziehungsweise eine Durchmischung des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils vermieden oder minimiert werden. So kann eine hohe Qualität der resultierenden Fügeverbindung gewährleistet werden.The additive application of the first and / or second functional layer can also avoid a strong mixing of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component or a mixing of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component or minimized become. In this way, a high quality of the resulting joint connection can be guaranteed.

Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil sind bevorzugt aus einem teilkristallinen Material hergestellt, welches bei Bedarf Fasern enthalten kann. Auf die Materialien des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils wird nachfolgend noch genauer eingegangen.The first component and / or the second component are preferably made from a partially crystalline material which, if necessary, can contain fibers. The materials of the first component and the second component will be discussed in greater detail below.

Eine Durchmischung der Materialien der Bauteile und der Funktionsschichten hätte zur Folge, dass Kristallisationskeime aus dem Material des ersten Bauteils in das amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht hinein diffundieren könnten beziehungsweise dass Kristallisationskeime aus dem Material des zweiten Bauteils in das amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht hinein diffundieren könnten. Die Kristallisationskeime könnten bei einer Durchmischung der Materialien eine Kristallisation in den amorphen thermoplastischen Materialien der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht induzieren.Mixing the materials of the components and the functional layers would mean that crystallization nuclei from the material of the first component could diffuse into the amorphous thermoplastic material of the first functional layer or that crystallization nuclei from the material of the second component could diffuse into the amorphous thermoplastic material of the second functional layer could diffuse. When the materials are mixed, the crystallization nuclei could induce crystallization in the amorphous thermoplastic materials of the first functional layer and the second functional layer.

Durch das Vermeiden oder Minimieren der Durchmischung der Materialien der Bauteile und der Funktionsschichten können die amorphen Strukturen der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht erhalten werden. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren qualitativ hochwertige, insbesondere besonders haltbare, Fügeverbindungen herstellen.By avoiding or minimizing the intermixing of the materials of the components and the functional layers, the amorphous structures of the first functional layer and the second functional layer can be preserved. Thus, with the method according to the invention, high-quality, in particular particularly durable, joint connections can be produced.

Eine vollständige Erwärmung des ersten und/oder zweiten Bauteils, wie sie bei herkömmlichen Fügeverfahren notwendig ist, ist entbehrlich. Dies ist zum einen energieeffizient und kann zum anderen Prozesszeiten verkürzen, da die Erwärmung des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils längere Erwärmungsphasen beinhaltet. Dies führt wiederum zu einer Prozesskostenreduktion.Complete heating of the first and / or second component, as is necessary with conventional joining processes, is unnecessary. On the one hand, this is energy-efficient and, on the other hand, it can shorten process times, since the heating of the first component and / or the second component involves longer heating phases. This in turn leads to a reduction in process costs.

Additive Prozesse sind vorzugsweise schneller als eine integrale Herstellung von Funktionsschicht und Bauteil. Durch die verringerten Prozesszeiten kann eine Durchmischung von Materialien der Funktionsschicht und des Bauteils weiter minimiert werden.Additive processes are preferably faster than an integral production of the functional layer and component. As a result of the reduced process times, mixing of the materials of the functional layer and the component can be further minimized.

Mittels des Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung ist ein kontrolliertes Aufbringen der Funktionsschichten auf zu fügende Bereiche des ersten Bauteils beziehungsweise des zweiten Bauteils möglich. Es kann sichergestellt werden, dass im Fügebereich auf dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil an jeder Stelle des jeweiligen Bauteils, an welcher eine Fügeverbindung erzeugt werden soll, eine Funktionsschicht vorhanden ist.The method for producing a thermoplastic joint connection enables the functional layers to be applied in a controlled manner to areas of the first component or the second component to be joined. It can be ensured that a functional layer is present in the joining area on the first component and the second component at every point of the respective component at which a joint is to be produced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Funktionsschicht vollflächig auf eine Oberfläche des ersten Bauteils aufgebracht. Der Oberflächenbereich des ersten Bauteils entspricht dann der Oberfläche des ersten Bauteils.According to a preferred embodiment, the first functional layer is applied over the entire area to a surface of the first component. The surface area of the first component then corresponds to the surface of the first component.

Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht vollflächig auf eine Oberfläche des zweiten Bauteils aufgebracht. Der Oberflächenbereich des zweiten Bauteils entspricht dann der Oberfläche des zweiten Bauteils.The second functional layer is preferably applied over the entire area to a surface of the second component. The surface area of the second component then corresponds to the surface of the second component.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass nur Bereiche der Oberfläche des ersten Bauteils mit der ersten Funktionsschicht versehen werden, während andere Bereiche der Oberfläche unverändert bleiben. Insbesondere werden nur Bereiche der Oberfläche des zweiten Bauteils mit der zweiten Funktionsschicht versehen, während andere Bereiche der Oberfläche unverändert bleiben.Alternatively, it can be provided that only areas of the surface of the first component are provided with the first functional layer, while other areas of the surface remain unchanged. In particular, only areas of the surface of the second component are provided with the second functional layer, while other areas of the surface remain unchanged.

Die Fügeverbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil wird ausschließlich in den Oberflächenbereichen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils hergestellt, auf welche die erste Funktionsschicht beziehungsweise zweite Funktionsschicht aufgebracht wurde.The joint connection between the first component and the second component is produced exclusively in the surface areas of the first component and the second component to which the first functional layer or the second functional layer was applied.

Beispielsweise werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil im Fügebereich miteinander verschweißt, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.For example, the first component and the second component are welded to one another in the joining area, which will be discussed in greater detail below.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt Anwendung in Bereichen, in welchen Hochtemperatur-Thermoplaste zum Einsatz kommen. Solche Bereiche sind beispielsweise die Luft- und Raumfahrt, in welchen häufig hohe Materialanforderungen, insbesondere in Bezug auf die Beständigkeit des Materials, erfüllt werden müssen. Zur Erfüllung der Anforderungen werden häufig auch höhere Materialkosten in Kauf genommen.The method according to the invention is preferably used in areas in which high-temperature thermoplastics are used. Such areas are, for example, the aerospace industry, in which high material requirements, in particular with regard to the durability of the material, often have to be met. In order to meet the requirements, higher material costs are often accepted.

Das Verfahren kann aber auch im Automobilbereich Anwendung finden.However, the process can also be used in the automotive sector.

Ein Beispiel aus der Luft- und Raumfahrt, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren zukünftig eingesetzt werden kann, ist die Herstellung eines thermoplastischen Rumpfs für zukünftige Flugzeuggenerationen. Das Verfahren wird hier in Bereichen eingesetzt, in welchen ein thermoplastisches erstes Bauteil und ein thermoplastisches zweites Bauteil dauerhaft miteinander verbunden werden sollen.An example from the aerospace industry in which the method according to the invention can be used in the future is the production of a thermoplastic fuselage for future generations of aircraft. The method is used here in areas in which a thermoplastic first component and a thermoplastic second component are to be permanently connected to one another.

Die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht werden vorzugsweise räumlich gesteuert aufgebracht.The first functional layer and / or the second functional layer are preferably applied in a spatially controlled manner.

Vorzugsweise wird die erste Funktionsschicht zum Aufbringen auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils lokal aufgeschmolzen. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht zum Aufbringen auf den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils lokal aufgeschmolzen. The first functional layer is preferably melted locally for application to the surface area of the first component. In particular, the second functional layer is melted locally for application to the surface area of the second component.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Funktionsschicht unmittelbar vor einem stofflichen Kontakt des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht mit dem Oberflächenbereich des ersten Bauteils lokal aufgeschmolzen.According to a preferred embodiment, the first functional layer is melted locally immediately before material contact of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer with the surface area of the first component.

Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht unmittelbar vor einem stofflichen Kontakt des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht mit dem Oberflächenbereich des zweiten Bauteils lokal aufgeschmolzen.The second functional layer is preferably melted locally immediately before material contact of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer with the surface area of the second component.

Das lokale Aufschmelzen kann lange Haltezeiten, welche zu einer vollständigen Erwärmung des ersten und/oder zweiten Bauteils notwendig sind, entbehrlich machen. Im Gegensatz zu langen Haltezeiten genügt beim lokalen Aufschmelzen eine vergleichsweise kurze Aufschmelzzeit.The local melting can make long holding times, which are necessary for complete heating of the first and / or second component, unnecessary. In contrast to long holding times, a comparatively short melting time is sufficient for local melting.

Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite thermoplastische Material weisen vorzugsweise in einem aufgeschmolzenen Zustand eine vergleichsweise niedrige Viskosität auf. So kann ein kontrolliertes Aufbringen im aufgeschmolzenen Zustand erfolgen.The first amorphous thermoplastic material and / or the second thermoplastic material preferably have a comparatively low viscosity in a melted state. In this way, a controlled application can take place in the melted state.

Günstig kann es sein, wenn die erste Funktionsschicht stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden wird. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht stoffschlüssig mit dem zweiten Bauteil verbunden.It can be favorable if the first functional layer is materially connected to the first component. In particular, the second functional layer is materially connected to the second component.

Bei einem resultierenden Stoffschluss zwischen der ersten Funktionsschicht und dem ersten Bauteil beziehungsweise der zweiten Funktionsschicht und dem zweiten Bauteil ist eine Grenzfläche zwischen dem ersten amorphen thermoplastischen Material der ersten Funktionsschicht und dem thermoplastischen Material des ersten Bauteils beziehungsweise dem zweiten amorphen thermoplastischen Material der zweiten Funktionsschicht und dem thermoplastischen Material des zweiten Bauteils ausgebildet. Eine Durchmischung ist - wie bereits erwähnt - minimiert.In the case of a resulting bond between the first functional layer and the first component or the second functional layer and the second component, an interface between the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component or the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component formed. Mixing is - as already mentioned - minimized.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die erste Funktionsschicht mittels einer Heizeinrichtung auf eine erste Verarbeitungstemperatur erwärmt wird und wenn die zweite Funktionsschicht mittels der Heizeinrichtung oder einer weiteren Heizeinrichtung auf eine zweite Verarbeitungstemperatur erwärmt wird.It can be advantageous if the first functional layer is heated to a first processing temperature by means of a heating device and if the second functional layer is heated to a second processing temperature by means of the heating device or a further heating device.

Insbesondere ist die erste Verarbeitungstemperatur kleiner als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils. Insbesondere ist die zweite Verarbeitungstemperatur kleiner als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils.In particular, the first processing temperature is lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the first component. In particular, the second processing temperature is lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the second component.

Die erste Verarbeitungstemperatur ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform circa 10°C bis circa 15°C kleiner als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils.According to a preferred embodiment, the first processing temperature is approximately 10 ° C. to approximately 15 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic material of the first component.

Vorzugsweise ist die zweite Verarbeitungstemperatur circa 10°C bis circa 15°C kleiner als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils.The second processing temperature is preferably approximately 10 ° C. to approximately 15 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic material of the second component.

Das Erwärmen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht mittels der Heizeinrichtung resultiert vorzugsweise in einem lokalen Aufschmelzen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht.The heating of the first functional layer and / or the second functional layer by means of the heating device preferably results in a local melting of the first functional layer and / or the second functional layer.

Die Auswahl der ersten und/oder zweiten Verarbeitungstemperatur kann eine Durchmischung des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils und/oder eine Durchmischung des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils weiter minimieren.The selection of the first and / or second processing temperature can further minimize mixing of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component and / or mixing of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component.

Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material sind vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymermaterialien in amorpher thermoplastischer Modifikation hergestellt: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Copolymere (ABS/PC), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), Polystyrole (PS), insbesondere hochschlagfeste Polystyrole (HIPS), Polycarbonate (PC), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat-Copolymere (PC/PBT), Polyethylenimine (PEI), Polyethersulfone (PES), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenoxide (PEO), Polyphenylenether (PPE), Polyethylenglycole (PEG), Polysulfone (PSU), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Styrol-Acrylnitril/Styrol-Methacrylsäuremethylester-Copolymer (SAN/SMMA), Styrol-Butadien-Copolymere (SBC).The first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material are preferably made from one or more of the following polymer materials in amorphous thermoplastic modification: polyether ketone ketone (PEKK), polyether ether ketone (PEEK), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile -Butadiene-styrene-polycarbonate copolymers (ABS / PC), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (ASA), polystyrenes (PS), especially high-impact polystyrenes (HIPS), polycarbonates (PC), polycarbonate-polybutylene terephthalate copolymers (PC / PBT), polyethyleneimines (PEI), polyethersulfones (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene oxides (PEO), polyphenylene ethers (PPE), polyethylene glycols (PEG), polysulfones (PSU), polyvinyl chloride (PVC), styrene-acrylonitrile copolymer (SAN ), Styrene-acrylonitrile / styrene-methacrylic acid methyl ester copolymer (SAN / SMMA), styrene-butadiene copolymers (SBC).

Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil sind vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymermaterialien in teilkristalliner thermoplastischer Modifikation hergestellt: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Flüssigkristallpolymere (LCP), Polyamide (PA), Polybutylenterephthalate (PBT), Polyethylene (PE), Polyethylenterephthalate (PET), Polymethylpentane (PMP), Polyoxymethylene (POM), Polypropylene (PP), Polyphenylensulfide (PPS), thermoplastisch-elastische Polyolefine (TEO), Ultrahochmolekulargewichts-Polyethylene (UHMWPE).The first component and / or the second component are preferably made of one or more of the following polymer materials in partially crystalline thermoplastic modification: polyether ketone ketones (PEKK), polyether ether ketones (PEEK), liquid crystal polymers (LCP), polyamides (PA), polybutylene terephthalates (PBT), polyethylene (PE), Polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentane (PMP), polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic-elastic polyolefine (TEO), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).

Die erste Funktionsschicht ist vorzugsweise aus einem Folienmaterial. Insbesondere ist die zweite Funktionsschicht aus einem Folienmaterial.The first functional layer is preferably made of a film material. In particular, the second functional layer is made of a film material.

Durch die Verwendung von Folienmaterial ist eine Dicke der ersten Funktionsschicht und eine Dicke der zweiten Funktionsschicht vorzugsweise einstellbar. Es kann eine gleichmäßige Dicke der Funktionsschichten - auch zu einem Rand des ersten, beziehungsweise zweiten, Bauteils hin - ausgebildet werden.By using film material, a thickness of the first functional layer and a thickness of the second functional layer can preferably be set. A uniform thickness of the functional layers - also towards an edge of the first or second component - can be formed.

Besonderes bevorzugt beträgt eine Dicke des Folienmaterials circa 25 µm bis circa 100 µm.A thickness of the film material is particularly preferably approximately 25 μm to approximately 100 μm.

Beispielsweise sind die erste Funktionsschicht und die zweite Funktionsschicht aus einem Tape-Material hergestellt.For example, the first functional layer and the second functional layer are made from a tape material.

Die Verwendung der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht in Form eines Folienmaterials kann den Vorteil bieten, dass sie aufrollbar und/oder abrollbar sind und sich optimiert auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils beziehungsweise den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils aufbringen lassen.The use of the first functional layer and / or the second functional layer in the form of a film material can offer the advantage that they can be rolled up and / or unrolled and applied in an optimized manner to the surface area of the first component or the surface area of the second component.

Alternativ zur Herstellung der ersten Funktionsschicht und/oder zweiten Funktionsschicht aus einem Folienmaterial kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht aus einem Filament, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt sind und/oder werden. Hierauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen.As an alternative to producing the first functional layer and / or the second functional layer from a film material, it can be provided that the first functional layer and / or the second functional layer are and / or are produced from a filament, for example in a 3D printing process. This will be discussed in more detail below.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Heizeinrichtung eine Laserquelle ist.It can be advantageous if the heating device is a laser source.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht mittels Laserstrahlbeaufschlagung, vorzugsweise mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen und so am ersten Bauteil fixiert wird.According to a preferred embodiment, it can be provided that the first functional layer is melted on by means of a laser beam, preferably by means of a laser beam in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed on the first component.

Die erste Funktionsschicht wird mittels Laserstrahlbeaufschlagung vorzugsweise am ersten Bauteil stoffschlüssig festgelegt.The first functional layer is preferably firmly bonded to the first component by means of exposure to a laser beam.

Die Laserstrahlbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise durch die Heizeinrichtung oder eine weitere Heizeinrichtung.The laser beam is preferably applied by the heating device or a further heating device.

Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht mittels Laserstrahlbeaufschlagung, insbesondere mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen und so am zweiten Bauteil fixiert.The second functional layer is preferably melted by means of exposure to a laser beam, in particular by means of exposure to a laser beam in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed on the second component.

Die zweite Funktionsschicht wird mittels Laserstrahlbeaufschlagung vorzugsweise am zweiten Bauteil stoffschlüssig festgelegt.The second functional layer is preferably firmly bonded to the second component by means of exposure to a laser beam.

Die Laserstrahlbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise durch die Heizeinrichtung oder eine weitere Heizeinrichtung.The laser beam is preferably applied by the heating device or a further heating device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Laserquelle einen Laserstrahl in einem Wellenlängenbereich von circa 900 nm bis circa 1100 nm, beispielsweise bei circa 1000 nm.According to a preferred embodiment, the laser source generates a laser beam in a wavelength range from approximately 900 nm to approximately 1100 nm, for example at approximately 1000 nm.

Durch das Aufschmelzen der ersten und/oder zweiten Funktionsschicht mittels der Laserstrahlbeaufschlagung kann eine berührungslose Erwärmung des ersten amorphen thermoplastischen Materials und/oder des zweiten amorphen thermoplastischen Materials realisiert werden.By melting the first and / or second functional layer by means of the laser beam, contactless heating of the first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material can be realized.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird.It can be provided that a power of the laser beam application is controlled and / or regulated by means of a control and / or regulating device.

Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung ist vorzugsweise ein Bestandteil der Heizeinrichtung oder einer weiteren Heizeinrichtung.The control and / or regulating device is preferably a component of the heating device or a further heating device.

Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Temperatursensoreinrichtung zur Messung einer Temperatur der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht. Die Temperatursensoreinrichtung ist insbesondere eine Thermokamera.The control and / or regulating device preferably comprises a temperature sensor device for measuring a temperature of the first functional layer and / or the second functional layer. The temperature sensor device is in particular a thermal camera.

Es kann vorgesehen sein, dass die Thermokamera auf einen Bereich der ersten Funktionsschicht beziehungsweise der zweiten Funktionsschicht fokussiert ist, welcher aufgeschmolzen ist.It can be provided that the thermal camera is focused on an area of the first functional layer or the second functional layer which is melted.

Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung regelt je nach Signal der Thermokamera die Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung.The control and / or regulating device regulates the power of the laser beam application depending on the signal from the thermal camera.

Günstig kann es sein, wenn zuerst die erste Funktionsschicht auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils aufgebracht wird, bevor die zweite Funktionsschicht auf den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils aufgebracht wird oder umgekehrt. So kann dieselbe Apparatur zum Aufbringen der Funktionsschichten verwendet werden.It can be favorable if the first functional layer is first applied to the surface area of the first component before the second functional layer is applied to the surface area of the second component, or vice versa. The same apparatus can thus be used to apply the functional layers.

Gemäß einer bevorzugten Variante werden die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht durch Tape-Legen, insbesondere mittels eines Tape-Legers, aufgebracht. According to a preferred variant, the first functional layer and / or the second functional layer are applied by applying tape, in particular by means of a tape layer.

Der Tape-Leger ist vorzugsweise eine Einrichtung zum automatischen Tape-Legen, durch welche ein Folienmaterial auf einem Oberflächenbereich eines Substrats abgerollt und stoffschlüssig mit dem Oberflächenbereich des Substrats verbunden wird. Der Tape-Leger umfasst einen oder mehrere Roboterarme, deren Abschnitte mehrachsig drehbar sind. Als Substrat dienen vorliegend das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil.The tape-laying device is preferably a device for automatic tape-laying, by means of which a film material is unrolled on a surface area of a substrate and is firmly connected to the surface area of the substrate. The tape layer comprises one or more robot arms, the sections of which can be rotated in multiple axes. In the present case, the first component and / or the second component serve as the substrate.

Mittels des Tape-Legers kann vorzugsweise eine Ablegegeschwindigkeit in einem Bereich von circa 6 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min) bis circa 16 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min), insbesondere 7 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min), erreicht werden. Die Ablegegeschwindigkeit ist abhängig von der Auswahl des Folienmaterials und dessen Dicke. Die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht werden hierbei von dem jeweiligen Folienmaterial gebildet.The tape layer can be used to achieve a laying speed in a range of approximately 6 meters of film material per minute (m / min) to approximately 16 meters of film material per minute (m / min), in particular 7 meters of film material per minute (m / min) become. The laying speed depends on the selection of the film material and its thickness. The first functional layer and / or the second functional layer are here formed by the respective film material.

Durch die vergleichsweise hohe Ablegegeschwindigkeit kann ein besonders schnelles Aufbringen der Funktionsschichten realisiert werden.The comparatively high depositing speed enables the functional layers to be applied particularly quickly.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform zum Aufbringen durch Tape-Legen kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht mittels einer 3D-Druckvorrichtung in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das erste Bauteil aufgebracht wird. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht mittels einer 3D-Druckvorrichtung in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das zweite Bauteil aufgebracht.According to an alternative embodiment for application by tape laying, it can be provided that the first functional layer is applied additively to the first component by means of a 3D printing device in a 3D printing process. In particular, the second functional layer is applied additively to the second component by means of a 3D printing device in a 3D printing process.

Besonders bevorzugt wird ein Filament basiertes 3D-Druckverfahren verwendet.A filament-based 3D printing process is particularly preferably used.

Die 3D-Druckvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Heizeinrichtung, mittels welcher das aufzubringende Material aufgeschmolzen wird, bevor es gemäß einem Druckraster auf den zu bedruckenden Oberflächenbereich des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils in fließfähiger Form aufgebracht wird.The 3D printing device preferably comprises a heating device, by means of which the material to be applied is melted before it is applied in flowable form to the surface area to be printed on the first component and / or the second component in accordance with a printing grid.

Im Falle von pulver-basierten 3D-Druckverfahren - welche sich ebenfalls zur Aufbringung von Funktionsschichten eignen - wird das aufzubringende Material in Pulverform aufgebracht.In the case of powder-based 3D printing processes - which are also suitable for applying functional layers - the material to be applied is applied in powder form.

Vorzugsweise ist das erste Bauteil aus einem teilkristallinen thermoplastischen Material gebildet.The first component is preferably formed from a partially crystalline thermoplastic material.

Insbesondere ist das zweite Bauteil aus einem teilkristallinen thermoplastischen Material gebildet.In particular, the second component is formed from a partially crystalline thermoplastic material.

Bei dem ersten Bauteil und/oder dem zweiten Bauteil handelt es sich vorzugsweise um Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen oder um Polymermatrix-Komposite.The first component and / or the second component are preferably components made of fiber-reinforced plastics or polymer matrix composites.

Als Fasern werden bevorzugt Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern verwendet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden ergänzend oder alternativ zu Glasfasern und/oder Kohlenstoffasern Aramidfasern im Material des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils verwendet. Auch Metallfasern eignen sich ergänzend oder alternativ zu den genannten Fasertypen zur Verwendung im Material des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils.Glass fibers and / or carbon fibers are preferably used as fibers. According to a further preferred embodiment, in addition to or as an alternative to glass fibers and / or carbon fibers, aramid fibers are used in the material of the first component and / or second component. Metal fibers are also suitable in addition or as an alternative to the fiber types mentioned for use in the material of the first component and / or second component.

Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil bleiben vorzugsweise auch während des Fügens teilkristallin.The first component and / or the second component preferably also remain partially crystalline during the joining.

Bei teilkristallinen thermoplastischen Materialien sind Makromoleküle der Materialien bereichsweise parallel zueinander angeordnet. Bei einem Erstarren einer Polymerschmelze bildet sich eine zumindest partielle Ordnung von Molekülketten. Es bilden sich Kristallisationskeime.In the case of partially crystalline thermoplastic materials, macromolecules of the materials are arranged in areas parallel to one another. When a polymer melt solidifies, an at least partial order of molecular chains is formed. Crystallization nuclei form.

Anschließend lagern sich - ausgehend von den Kristallisationskeimen - Polymerketten aneinander an und bilden sogenannte Kristallite, welche einen Ordnungszustand aufweisen. Typischerweise haben die Kristallite eine Größe in einem Bereich von 15 nm bis 100 nm in einer Dimension. Bei einem weiteren Wachstum der Kristallite bilden sich sogenannte Lamellen. Aus mehreren Lamellen entstehen dann Überstrukturen, wie beispielsweise Sphärolithe. Dabei können die Polymerketten der Makromoleküle auch seitliche Verzweigungen besitzen.Then, starting from the crystallization nuclei, polymer chains attach to one another and form so-called crystallites, which have a state of order. Typically the crystallites have a size in a range from 15 nm to 100 nm in one dimension. If the crystallites continue to grow, so-called lamellae form. Superstructures such as spherulites are then created from several lamellae. The polymer chains of the macromolecules can also have lateral branches.

Ein Kristallinitätsgrad beträgt vorzugsweise circa 20% bis circa 80% bezogen auf ein Gesamtvolumen des teilkristallinen thermoplastischen Materials.A degree of crystallinity is preferably approximately 20% to approximately 80% based on a total volume of the partially crystalline thermoplastic material.

Zu einer mechanischen Verstärkung des Fügebereichs kann vorgesehen sein, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht Fasern umfasst.In order to mechanically reinforce the joining area, it can be provided that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer comprises fibers.

Ergänzend und alternativ kann vorgesehen sein, dass das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht Fasern umfasst.In addition and as an alternative, it can be provided that the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer comprises fibers.

Die Fasern im Material der ersten Funktionsschicht und/oder zweiten Funktionsschicht sind vorzugsweise ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Fasertypen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern.The fibers in the material of the first functional layer and / or second functional layer are preferably selected from one or more of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers.

Die Fasern können als Kurzfasern oder Langfasern vorliegen.The fibers can be present as short fibers or long fibers.

Dies führt zu einer thermoplastischen Fügeverbindung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften.This leads to a thermoplastic joint with improved mechanical properties.

Das Verfahren wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht während des gesamten Verfahrens amorph thermoplastisch bleiben.The method is preferably carried out in such a way that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and / or the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer remain amorphous thermoplastic during the entire method.

Dadurch, dass Durchmischungen der Funktionsschichten mit den Materialien des ersten und/oder zweiten Bauteils vermieden werden, ist ein amorphes Erstarren der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht begünstigt. Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material können - unter anderem aufgrund von Verarbeitungstemperatur und Verarbeitungszeit - amorph thermoplastisch bleiben. Es kann eine homogene Fügeverbindung ausgebildet werden.Because mixing of the functional layers with the materials of the first and / or second component is avoided, amorphous solidification of the first functional layer and / or the second functional layer is promoted. The first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material can remain amorphous thermoplastic, inter alia because of the processing temperature and processing time. A homogeneous joint can be formed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil im Fügebereich durch Schweißen miteinander verbunden.According to a preferred embodiment, the first component and the second component are connected to one another in the joining area by welding.

Beim Schweißen werden die erste und die zweite Funktionsschicht bis zu einem Erreichen einer Schweißtemperatur des jeweiligen Materials erhitzt und im Fügebereich unter der Wirkung einer Kraft durch ein Erstarren von Schmelze, durch Diffusion oder auch in fester Phase miteinander verschweißt. Das Aufschmelzen kann durch unterschiedliche Mechanismen erfolgen und durch unterschiedliche Energiequellen gestartet werden.During welding, the first and second functional layers are heated until the respective material reaches a welding temperature and are welded to one another in the joining area under the effect of a force through solidification of the melt, through diffusion or in the solid phase. Melting can take place by different mechanisms and started by different energy sources.

Als bevorzugte Schweißverfahren haben sich Induktionsschweißen, Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen und Vibrationsschweißen erwiesen. Es können jedoch auch andere Schweißverfahren zur Herstellung der Fügeverbindung verwendet werden.Induction welding, resistance welding, ultrasonic welding, laser beam welding and vibration welding have proven to be preferred welding processes. However, other welding methods can also be used to produce the joint.

Beim Induktionsschweißen wird durch ein elektromagnetisches Wechselfeld eine zum Schweißen notwendige Energie berührungslos und vergleichsweise schnell in den Fügebereich eingebracht.With induction welding, the energy required for welding is brought into the joint area without contact and comparatively quickly by means of an alternating electromagnetic field.

Beim Widerstandsschweißen fließt ein elektrischer Strom durch den Fügebereich und hierdurch werden die unterschiedlichen Materialien aufgeschmolzen.During resistance welding, an electric current flows through the joint area and the different materials are melted as a result.

Beim Ultraschallschweißen wird mit Hilfe eines Generators ein hochfrequenter Wechselstrom erzeugt und dieser über ein Koaxialkabel zu einem Ultraschallwandler übertragen, welcher daraus mit Hilfe des piezoelektrischen oder des magnetostriktiven Effekts eine mechanische Ultraschallschwingung erzeugt. Diese Schwingungen werden über ein Amplitudentransformationsstück auf eine Sonotrode übertragen. Die Schwingungen werden unter Druck über eine strukturierte, oft geriffelte, Arbeitsfläche der Sonotrode auf den Fügebereich übertragen. Das Ultraschallschweißen wird gemäß EN ISO 4063: Prozess 41 durchgeführt.In ultrasonic welding, a high-frequency alternating current is generated with the help of a generator and this is transmitted via a coaxial cable to an ultrasonic transducer, which uses the piezoelectric or magnetostrictive effect to generate a mechanical ultrasonic oscillation. These vibrations are transmitted to a sonotrode via an amplitude transformation piece. The vibrations are transmitted to the joining area under pressure via a structured, often corrugated, working surface of the sonotrode. Ultrasonic welding is carried out in accordance with EN ISO 4063: Process 41 carried out.

Beim Laserstrahlschweißen wird eine zur dauerhaften Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils notwendige Energie durch Laserstrahlbeaufschlagung bereitgestellt.In laser beam welding, the energy required for the permanent connection of the first component and the second component is provided by the application of a laser beam.

Beim Vibrationsschweißen lässt sich zwischen zwei Varianten, einem linearen Vibrationsschweißen und einem orbitalen Vibrationsschweißen, unterscheiden. Abhängig von der Variante werden die zu fügenden Teile - vorliegend das erste und das zweite Bauteil - in unterschiedliche Vibrationen versetzt. Bei beiden Varianten werden die Fügeteile aneinandergepresst und durch Vibration aneinandergerieben. Oszillierende Bewegungen erwärmen das erste und das zweite Bauteil zumindest im Fügebereich und führen zu einem Plastifizieren des Fügebereichs. Nach einem kurzen Abkühlen entwickelt sich dadurch eine dauerhafte Verbindung. Gemäß der linearen Variante kann mit einer Infrarot-Vorwärmung Vibrationsenergie bereitgestellt werden. Das Vibrationsschweißen kann mit vergleichsweise geringen Prozesszeiten durchgeführt werden.In vibration welding, a distinction can be made between two variants, linear vibration welding and orbital vibration welding. Depending on the variant, the parts to be joined - here the first and the second component - are set in different vibrations. In both variants, the parts to be joined are pressed against one another and rubbed against one another by vibration. Oscillating movements heat the first and the second component at least in the joining area and lead to a plasticization of the joining area. After a short cooling down, a permanent bond develops. According to the linear variant, vibration energy can be provided with infrared preheating. Vibration welding can be carried out with comparatively short process times.

Es kann vorgesehen sein, dass zum Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils eine Schweißzusatzschicht verwendet wird. Die Schweißzusatzschicht ist aus einem dritten amorphen thermoplastischen Material gebildet und wird zwischen der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht angeordnet, bevor das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander verbunden werden.It can be provided that an additional welding layer is used to connect the first component and the second component. The welding filler layer is formed from a third amorphous thermoplastic material and is arranged between the first functional layer and the second functional layer before the first component and the second component are connected to one another.

Das dritte amorphe thermoplastische Material umfasst vorzugsweise Fasern. Die Fasern sind bevorzugt ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Fasertypen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern.The third amorphous thermoplastic material preferably comprises fibers. The fibers are preferably selected from one or more of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers.

Die Fasern können als Kurzfasern oder Langfasern vorliegen.The fibers can be present as short fibers or long fibers.

Für eine optimierte Fügeverbindung kann es vorteilhaft sein, wenn das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem thermoplastischen Material des ersten Bauteils ist. For an optimized joint connection, it can be advantageous if the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer is weld-compatible with the thermoplastic material of the first component.

Ergänzend oder alternativ ist das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem thermoplastischen Material des zweiten Bauteils.In addition or as an alternative, the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer is weld-compatible with the thermoplastic material of the second component.

Ergänzend oder alternativ ist das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem zweiten amorphen thermoplastischen Material der zweiten Funktionsschicht.Additionally or alternatively, the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer is weld-compatible with the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer.

Ergänzend oder alternativ sind das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht, das dritte amorphe thermoplastische Material der Schweißzusatzschicht und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht schweißkompatibel.In addition or as an alternative, the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer, the third amorphous thermoplastic material of the additional welding layer and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer are weld-compatible.

Die zuvor genannten Elemente sind schweißkompatibel, wenn sie aus den gleichen Polymermaterialien, gegebenenfalls in unterschiedlichen Modifikationen - amorph thermoplastisch und teilkristallin - hergestellt sind.The aforementioned elements are compatible with welding if they are made from the same polymer materials, possibly with different modifications - amorphous thermoplastic and partially crystalline.

Als schweißkompatibel charakterisierte Materialien sind miteinander verschweißbar. Ihre Schmelztemperaturen liegen vorzugsweise in einem gemeinsamen Bereich und unterscheiden sich insbesondere um weniger als 100°C voneinander.Materials characterized as being weldable can be welded to one another. Their melting temperatures are preferably in a common range and in particular differ from one another by less than 100.degree.

Materialkombinationen, welche schweißkompatibel sind, sind vorzugsweise aus dem Lehrbuch „Engineering Design with Polymers and Composites“, von J.C. Gerdeen et al., zweite Edition, 2011, Verlag Taylor & Francis , bekannt. Auf in dem genannten Lehrbuch veröffentlichte Schweißkompatibilitäten wird hiermit ausdrücklich und vollumfänglich Bezug genommen.Material combinations that are compatible with welding are preferably taken from the textbook Engineering Design with Polymers and Composites, by JC Gerdeen et al., Second edition, 2011, Taylor & Francis publisher , known. Reference is hereby made expressly and in full to the welding compatibilities published in the textbook mentioned.

Für Vibrationsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen für amorphe thermoplastische Materialien schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, ABS und PC, ABS und PEI, ABS und PMMA, ABS und PPO, ABS und PS, ABS und PVC, ABS und SAN, ABS und SBC, ABS/PC und PC, ABS/PC und PMMA, HIPS und PS, HIPS und SAN, HIPS und SBC, PC und PC/PBT, PC und PEI, PC und PMMA, PC und PPO, PC und PSU, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PMMA, PES und PSU, PMMA und SAN, PMMA und SBC, PEO und PPO, PPO und PC, PPO und PS, PPO und SAN, PS und SAN, PS und SBC, PSU und PES, PPO und SAN.For vibration welding, for example, the following material combinations for amorphous thermoplastic materials are compatible with welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, ABS and PC, ABS and PEI, ABS and PMMA, ABS and PPO, ABS and PS, ABS and PVC, ABS and SAN, ABS and SBC, ABS / PC and PC, ABS / PC and PMMA, HIPS and PS, HIPS and SAN, HIPS and SBC, PC and PC / PBT, PC and PEI, PC and PMMA, PC and PPO, PC and PSU, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PMMA, PES and PSU, PMMA and SAN, PMMA and SBC, PEO and PPO, PPO and PC, PPO and PS, PPO and SAN, PS and SAN, PS and SBC, PSU and PES, PPO and SAN.

Bei Materialien, welche durch einen Schrägstrich miteinander verbunden sind, handelt es sich um Copolymere.Materials that are linked by a slash are copolymers.

Für Ultraschallschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen für amorphe thermoplastische Materialien schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, PC und ABS/PC, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PC, PEI und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PPO und PC/PBT, PPO und PMMA, PSU und PC/PBT, PVC und ABS, SAN und ABS, SAN und HIPS, SAN und PMMA, SAN und PPO, SBC und ABS, SBC und HIPS, SBC und PS.For example, the following material combinations for amorphous thermoplastic materials are weld-compatible for ultrasonic welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, PC and ABS / PC, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PC, PEI and PC, PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PPO and PC / PBT, PPO and PMMA, PSU and PC / PBT, PVC and ABS, SAN and ABS, SAN and HIPS, SAN and PMMA, SAN and PPO, SBC and ABS, SBC and HIPS, SBC and PS.

Für Induktionsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS/PC und ABS, PC und ABS/PC, PC und PBT, PC/PET und ABS/PC, PC/PET und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PMMA und PBT, PS und ABS, PS und PPO, SAN/ABS und ABS, SAN/SMMA und PMMA, SAN/SMMA und PPO, SAN/SMMA und PS, SBC und ABS, SBC und PMMA, SBC und PS.For example, the following material combinations are compatible with welding for induction welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS / PC and ABS, PC and ABS / PC, PC and PBT, PC / PET and ABS / PC, PC / PET and PC, PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PMMA and PBT, PS and ABS, PS and PPO, SAN / ABS and ABS, SAN / SMMA and PMMA, SAN / SMMA and PPO, SAN / SMMA and PS, SBC and ABS, SBC and PMMA, SBC and PS.

Für Vibrationsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen aus einem amorphe thermoplastischen Material (jeweils zuerst genannt) und einem teilkristallinen thermoplastischen Material (jeweils als zweites genannt) schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und PBT, ABS und PET, ABS/PC und POM, PC und PBT, PC und PET, PC/PBT und PBT, PEI und PBT, PEI und PET.For vibration welding, for example, the following material combinations of an amorphous thermoplastic material (each mentioned first) and a semi-crystalline thermoplastic material (each mentioned second) are weld-compatible: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and PBT, ABS and PET, ABS / PC and POM, PC and PBT, PC and PET, PC / PBT and PBT, PEI and PBT, PEI and PET.

Für Ultraschallschweißen ist beispielsweise die folgende Materialkombination aus einem amorphen thermoplastischen Material (zuerst genannt) und einem teilkristallinen thermoplastischen Material (als zweites genannt) schweißkompatibel: PC/PBT und PBT.For example, the following material combination of an amorphous thermoplastic material (mentioned first) and a semi-crystalline thermoplastic material (mentioned second) is weld-compatible for ultrasonic welding: PC / PBT and PBT.

Das erste amorphe thermoplastische Material und das zweite amorphe thermoplastische Material sind vorzugsweise aus einer der zuvor genannten schweißkompatiblen Materialkombinationen. Besonders bevorzugt für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ist eine Bildung der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht jeweils aus PEKK oder PEEK.The first amorphous thermoplastic material and the second amorphous thermoplastic material are preferably composed of one of the aforementioned weld-compatible material combinations. Particularly preferred for applications in the aerospace industry is the formation of the first functional layer and the second functional layer each from PEKK or PEEK.

Insbesondere sind das erste amorphe thermoplastische Material, das zweite amorphe thermoplastische Material und das dritte amorphe thermoplastische Material aus einer der zuvor genannten Materialkombinationen. Hierbei sind jeweils zwei der genannten Elemente aus dem gleichen Material hergestellt. Beispielsweise sind das erste amorphe thermoplastische Material und das zweite amorphe thermoplastische Material identisch und das dritte amorphe thermoplastische Material ist aus einem mit diesem Material schweißkompatiblen Material.In particular, the first amorphous thermoplastic material, the second amorphous thermoplastic material and the third amorphous thermoplastic material are composed of one of the aforementioned material combinations. Two of the named elements are made of the same material. For example, the first amorphous thermoplastic material and the second amorphous thermoplastic material is identical and the third amorphous thermoplastic material is made of a material that is weldable with this material.

Besonders bevorzugt für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ist es, wenn die Schweißzusatzschicht - wie die erste und die zweite Funktionsschicht - aus PEKK oder PEEK gebildet ist.It is particularly preferred for applications in the aerospace industry if the welding filler layer - like the first and second functional layers - is made of PEKK or PEEK.

Das erste Bauteil und das zweite Bauteil sind vorzugsweise aus einer der zuvor genannten schweißkompatiblen Materialkombinationen ausgebildet. In Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil bevorzugt aus PEKK oder PEEK gebildet.The first component and the second component are preferably formed from one of the aforementioned weld-compatible material combinations. In aerospace applications, the first component and the second component are preferably formed from PEKK or PEEK.

Nach dem Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich kann die resultierende Fügeverbindung getempert werden. So kann eine Festigkeit der Verbindung erhöht werden. Durch das Tempern wird vorzugsweise eine Nachkristallisation des Materials im Fügebereich durchgeführt.After the first component and the second component have been connected in the joint area, the resulting joint can be tempered. In this way, the strength of the connection can be increased. Post-crystallization of the material in the joining area is preferably carried out as a result of the tempering.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils, umfassend:

  • - Abtragen eines Bereichs an und/oder in dem ersten Bauteil, wodurch ein Oberflächenbereich entsteht;
  • - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils; und
  • - Verbinden des ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, auf welches eine zweite Funktionsschicht aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material aufgebracht wurde, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung miteinander verbunden werden.
The invention also relates to a method for repairing a first component, comprising:
  • - Removal of an area on and / or in the first component, whereby a surface area is created;
  • additive application of a first functional layer made of a first amorphous thermoplastic material to the surface area of the first component; and
  • Connecting the first component and a second component to which a second functional layer made of a second amorphous thermoplastic material has been applied, the first component and the second component being connected to one another by a method according to the invention for producing a thermoplastic joint.

Das zweite Bauteil ist vorzugsweise ein Bauteil, dessen Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen des abgetragenen Bereichs im ersten Bauteil entsprechen.The second component is preferably a component whose dimensions essentially correspond to the dimensions of the removed area in the first component.

Insbesondere ist das zweite Bauteil komplementär zu dem abgetragenen Bereich des ersten Bauteils ausgebildet.In particular, the second component is designed to be complementary to the removed area of the first component.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils weist vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung beschriebenen Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung beschriebenen Vorteile auf.The inventive method for repairing a first component preferably has one or more of the features described in connection with the inventive method for producing a thermoplastic joint and / or one or more of the advantages described in connection with the inventive method for producing a thermoplastic joint.

Bevorzugt wird Material des ersten Bauteils in einem beschädigten Bereich des ersten Bauteils abgetragen.Material of the first component is preferably removed in a damaged area of the first component.

Günstig kann es sein, wenn Material abgetragen wird, bis ein im Wesentlichen ebener Bereich entsteht.It can be beneficial if material is removed until an essentially flat area is created.

Die erste Funktionsschicht kann jedoch auch auf gewölbte Bereiche oder Bereiche mit einer Oberflächenstruktur aufgebracht werden. Dies gilt für die zweite Funktionsschicht gleichermaßen.The first functional layer can, however, also be applied to curved areas or areas with a surface structure. This also applies to the second functional layer.

Die Erfindung betrifft ferner eine thermoplastische Fügeverbindung, umfassend ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, welche in einem Fügebereich miteinander verbunden sind, wobei der Fügebereich aus einem amorphen thermoplastischen Material gebildet ist.The invention further relates to a thermoplastic joint connection, comprising a first component and a second component, which are connected to one another in a joint area, the joint area being formed from an amorphous thermoplastic material.

Die erfindungsgemäße thermoplastische Fügeverbindung weißt vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile auf.The thermoplastic joint connection according to the invention preferably has one or more of the features described in connection with the method according to the invention and / or one or more of the advantages described in connection with the method according to the invention.

Das zuvor erwähnte amorphe thermoplastische Material des Fügebereichs umfasst vorzugsweise das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht, optional das dritte amorphe thermoplastische Material der Schweißzusatzschicht, und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht.The aforementioned amorphous thermoplastic material of the joining area preferably comprises the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer, optionally the third amorphous thermoplastic material of the welding filler layer, and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausfü h ru ngsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject matter of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung in einem Zustand vor dem Aufbringen einer ersten Funktionsschicht auf ein erstes Bauteil, wobei die erste Funktionsschicht mittels eines Tape-Legers additiv auf das erste Bauteil aufgebracht wird;
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung in einem Zustand während des Aufbringens der ersten Funktionsschicht auf das erste Bauteil, wobei die erste Funktionsschicht in einem 3D-Druck-verfahren auf das erste Bauteil aufgebracht wird;
  • 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung aus den 1 oder 2, wobei das erste Bauteil, auf dem die erste Funktionsschicht aufgebracht ist, mit einem zweiten Bauteil, auf dem eine zweite Funktionsschicht aufgebracht ist, verbunden wird;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer thermoplastischen Fügeverbindung aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil in einem Zustand nach dem Verbinden der Bauteile;
  • 5 eine Rasterelektronenmikroskopieaufnahme einer amorphen thermoplastischen Funktionsschicht vor dem Fügen eines ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil; und
  • 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Reparaturverfahrens eines ersten Bauteils in einem Zustand vor einer Durchführung des Verfahrens.
In the drawings show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a method for producing a thermoplastic joint in a state before a first functional layer is applied to a first component, the first functional layer being applied additively to the first component by means of a tape layer;
  • 2 a further embodiment of a method for producing a thermoplastic joint connection in a state during the application of the first functional layer to the first component, the first functional layer is applied to the first component in a 3D printing process;
  • 3 a schematic representation of the method for producing a thermoplastic joint from the 1 or 2 wherein the first component on which the first functional layer is applied is connected to a second component on which a second functional layer is applied;
  • 4th a schematic representation of an embodiment of a thermoplastic joint connection from a first component and a second component in a state after the components have been connected;
  • 5 a scanning electron microscope image of an amorphous thermoplastic functional layer prior to joining a first component to the second component; and
  • 6th a schematic representation of an embodiment of a repair method for a first component in a state before the method is carried out.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.

Verschiedene Ausführungsformen eines Verfahrens zur Herstellung einer Fügeverbindung 125 zwischen einem ersten Bauteil 100 und einem zweiten Bauteil 102 sind in 1 anhand des ersten Bauteils 100 dargestellt. Es ist ein Zustand des ersten Bauteils 100, bevor eine erste Funktionsschicht 104 auf das erste Bauteil 100 aufgebracht wird, gezeigt.Various embodiments of a method for producing a joint connection 125 between a first component 100 and a second component 102 are in 1 based on the first component 100 shown. It is a state of the first component 100 before a first functional layer 104 on the first component 100 is applied, shown.

Das zweite Bauteil 102 (vergleich 3 und 4) ist in 1 nicht dargestellt. Sämtliche Ausführungen bezüglich dem ersten Bauteil 100 und der ersten Funktionsschicht 104 gelten für das zweite Bauteil 102 und eine zweite Funktionsschicht 126 gleichermaßen.The second component 102 (comparison 3 and 4th ) is in 1 not shown. All statements regarding the first component 100 and the first functional layer 104 apply to the second component 102 and a second functional layer 126 equally.

Das erste Bauteil 100 und das zweite Bauteil 102 können beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder auch im Automobilbereich eingesetzt werden.The first component 100 and the second component 102 can be used, for example, in the aerospace or automotive sectors.

Das erste Bauteil 100 ist bei einer Ausführungsform aus Polyetherketonketon (PEKK) gebildet, in welches Kohlenstofffasern eingebettet sind. Es handelt sich hierbei um ein teilkristallines thermoplastisches Material.The first component 100 is formed in one embodiment from polyether ketone ketone (PEKK), in which carbon fibers are embedded. It is a partially crystalline thermoplastic material.

Alternativ zu PEKK können auch andere teilkristalline thermoplastische Materialien mit oder ohne eingebettete Fasern als Material für das erste Bauteil 100 verwendet werden.As an alternative to PEKK, other partially crystalline thermoplastic materials with or without embedded fibers can also be used as the material for the first component 100 be used.

Beispielsweise eigen sich alternativ zu PEKK oder als Mischung damit eines oder mehrere der folgenden Polymermaterialien in teilkristalliner Modifikation: Polyetheretherketone (PEEK), Flüssigkristallpolymere (LCP), Polyamide (PA), Polybutylenterephthalate (PBT), Polyethylene (PE), Polyetheretherketone (PEEK), Polyethylenterephthalate (PET), Polymethylpentane (PMP), Polyoxymethylene (POM), Polypropylene (PP), Polyphenylensulfide (PPS), thermoplastisch-elastische Polyolefine (TEO), Ultrahochmolekulargewichts-Polyethylene (UHMWPE).For example, as an alternative to PEKK or as a mixture with it, one or more of the following polymer materials in partially crystalline modification are suitable: Polyetheretherketones (PEEK), liquid crystal polymers (LCP), polyamides (PA), polybutylene terephthalates (PBT), polyethylene (PE), polyetheretherketones (PEEK), Polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentane (PMP), polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic-elastic polyolefine (TEO), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).

Das zweite Bauteil 102 (vergleich 3 und 4) ist vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymere in teilkristalliner Modifikation: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Flüssigkristallpolymere (LCP), Polyamide (PA), Polybutylenterephthalate (PBT), Polyethylene (PE), Polyetheretherketone (PEEK), Polyethylenterephthalate (PET), Polymethylpentane (PMP), Polyoxymethylene (POM), Polypropylene (PP), Polyphenylensulfide (PPS), thermoplastisch-elastische Polyolefine (TEO), Ultrahochmolekulargewichts-Polyethylene (UHMWPE).The second component 102 (comparison 3 and 4th ) is preferably made of one or more of the following polymers in partially crystalline modification: polyether ketone ketones (PEKK), polyether ether ketones (PEEK), liquid crystal polymers (LCP), polyamides (PA), polybutylene terephthalates (PBT), polyethylene (PE), polyether ether ketones (PEEK), polyethylene terephthalates (PET), polymethylpentane (PMP), polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic-elastic polyolefins (TEO), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).

Das erste Bauteil 100 und das zweite Bauteil 102 sind vorliegend aus dem gleichen teilkristallinen thermoplastischen Material - nämlich PEKK mit Kohlenstoffasern - gefertigt.The first component 100 and the second component 102 are presently made of the same partially crystalline thermoplastic material - namely PEKK with carbon fibers.

Das erste Bauteil 100 ist vorliegend aus Darstellungsgründen schematisch quaderförmig dargestellt. Eine Form des ersten Bauteils 100 kann jedoch je nach Anwendungszweck variieren.The first component 100 is shown schematically cuboid for reasons of illustration. A shape of the first component 100 however, may vary depending on the application.

Nach einer Bereitstellung des ersten Bauteils 100 wird die erste Funktionsschicht 104 auf einen Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 aufgebracht.After providing the first component 100 becomes the first functional layer 104 on a surface area 106a of the first component 100 upset.

Die erste Funktionsschicht 104 ist aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material gebildet.The first functional layer 104 is formed from a first amorphous thermoplastic material.

Als erstes amorphes thermoplastisches Material sind beispielsweise eines oder mehrere der folgenden thermoplastischen Polymermaterialien in amorpher Modifikation geeignet: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Copolymere (ABS/PC), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), Polystyrole (PS), insbesondere hochschlagfeste Polystyrole (HIPS), Polycarbonate (PC), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat-Copolymere (PC/PBT), Polyethylenimine (PEI), Polyethersulfone (PES), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenoxide (PEO), Polyphenylenether (PPE), Polyethylenglycole (PEG), Polysulfone (PSU), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Styrol-Acrylnitril/Styrol-Methacrylsäuremethylester-Copolymer (SAN/SMMA), Styrol-Butadien-Copolymere (SBC).As the first amorphous thermoplastic material, for example, one or more of the following thermoplastic polymer materials in amorphous modification are suitable: polyether ketone ketones (PEKK), polyether ether ketones (PEEK), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate copolymers ( ABS / PC), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (ASA), polystyrenes (PS), especially high-impact polystyrenes (HIPS), polycarbonates (PC), polycarbonate-polybutylene terephthalate copolymers (PC / PBT), polyethyleneimines (PEI), polyether sulfones (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene oxide (PEO), polyphenylene ether (PPE), polyethylene glycol (PEG), polysulfone (PSU), polyvinyl chloride (PVC), Styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), styrene-acrylonitrile / styrene-methacrylic acid methyl ester copolymer (SAN / SMMA), styrene-butadiene copolymers (SBC).

Das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht 126 ist vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymermaterialien: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Copolymere, Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), Polystyrole (PS), insbesondere hochschlagfeste Polystyrole (HIPS), Polycarbonate (PC), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat-Copolymere (PC/PBT), Polyethylenimine (PEI), Polyethersulfone (PES), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenoxide (PEO), Polyphenylenether (PPE), Polyethylenglycole (PEG), Polysulfone (PSU), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Styrol-Acrylnitril/Styrol-Methacrylsäuremethylester-Copolymer (SAN/SMMA), Styrol-Butadien-Copolymere (SBC).The second amorphous thermoplastic material of the second functional layer 126 is preferably made of one or more of the following polymer materials: polyether ketone ketone (PEKK), polyether ether ketone (PEEK), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate copolymers, acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (ASA ), Polystyrenes (PS), especially high-impact polystyrenes (HIPS), polycarbonates (PC), polycarbonate-polybutylene terephthalate copolymers (PC / PBT), polyethyleneimines (PEI), polyethersulfones (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene oxides (PEO), Polyphenylene ether (PPE), polyethylene glycols (PEG), polysulfones (PSU), polyvinyl chloride (PVC), styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), styrene-acrylonitrile / styrene-methacrylic acid methyl ester copolymer (SAN / SMMA), styrene-butadiene copolymers ( SBC).

Vorliegend sind die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 aus dem gleichen amorphen thermoplastischen Material hergestellt.The present is the first functional layer 104 and the second functional layer 126 made of the same amorphous thermoplastic material.

Die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 sind aus PEKK.The first functional layer 104 and the second functional layer 126 are made of PEKK.

Die erste Funktionsschicht 104 wird vorliegend als Folienmaterial 108 bereitgestellt. Das Folienmaterial 108 ist auf einer Rolle aufgewickelt und wird zum Aufbringen auf den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 entlang des Oberflächenbereichs 106a abgerollt.The first functional layer 104 is present as a film material 108 provided. The foil material 108 is wound on a roll and is used for application to the surface area 106a of the first component 100 along the surface area 106a unrolled.

Zum Abrollen wird vorliegend ein Tape-Leger 110 eingesetzt, mittels welchem ein automatisches Aufbringen der ersten Funktionsschicht 104 auf dem ersten Bauteil 100 durchgeführt werden kann. Alternativ kann das Folienmaterial 108 auch mittels anderer automatisierter Methoden oder manuell auf dem Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 abgerollt werden.A tape layer is used here for rolling 110 used, by means of which an automatic application of the first functional layer 104 on the first component 100 can be carried out. Alternatively, the film material 108 also by means of other automated methods or manually on the surface area 106a of the first component 100 to be unrolled.

Die erste Funktionsschicht 104 und die weite Funktionsschicht 126 weisen vorliegend jeweils eine Dicke in einem Bereich von circa 25 µm bis circa 100 µm auf.The first functional layer 104 and the broad functional layer 126 in the present case each have a thickness in a range from approximately 25 μm to approximately 100 μm.

Der Tape-Leger 110 umfasst einen Roboterarm 112, welcher durch Verschwenkung um zwei parallel zueinander angeordnete Drehachsen über den Oberflächenbereich 106 des ersten Bauteils 100 bewegt wird.The tape layer 110 includes a robotic arm 112 , which by pivoting about two axes of rotation arranged parallel to one another over the surface area 106 of the first component 100 is moved.

Eine Geschwindigkeit von abgelegtem Folienmaterial 108 pro Zeit, also die Ablegegeschwindigkeit, liegt in einem Bereich von circa 6 m/min bis circa 16 m/min. Beispielsweise beträgt die Ablegegeschwindigkeit circa 7 m/min.A speed of laid sheet material 108 per time, i.e. the depositing speed, is in a range from approx. 6 m / min to approx. 16 m / min. For example, the laying speed is approximately 7 m / min.

Während des Abrollens der ersten Funktionsschicht 104 wird die erste Funktionsschicht 104 mittels einer Heizeinrichtung 114 unmittelbar vor einem Ablegen auf den Oberflächenbereich 106a lokal aufgeschmolzen.While the first functional layer is being rolled off 104 becomes the first functional layer 104 by means of a heating device 114 immediately prior to being deposited on the surface area 106a locally melted.

Die Heizeinrichtung 114 ist vorliegend eine Laserquelle 116. Die Laserquelle 116 dient einer Laserstrahlbeaufschlagung 118. Die Laserstrahlbeaufschlagung 118 wird auf eine Position auf dem Oberflächenbereich 106 des ersten Bauteils fokussiert, an welcher die erste Funktionsschicht 104 abgelegt wird (Ablegeposition). So entsteht ein sogenannter Fügespalt.The heating device 114 is in the present case a laser source 116 . The laser source 116 serves to apply a laser beam 118 . The laser beam exposure 118 is to a position on the surface area 106 of the first component focused on which the first functional layer 104 is deposited (deposit position). This creates a so-called joint gap.

Die Laserstrahlbeaufschlagung 118 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie schematisch angedeutet.The laser beam exposure 118 is in 1 indicated schematically by a dashed line.

Vorliegend wird für die Laserstrahlbeaufschlagung 118 ein Laserstrahl im infraroten Bereich mit einer Wellenlänge von circa 1000 nm verwendet.The present case is for the application of the laser beam 118 a laser beam in the infrared range with a wavelength of around 1000 nm is used.

Die Heizeinrichtung 114 umfasst ferner eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 120 zur Steuerung und/oder Regelung einer Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung 118.The heating device 114 furthermore comprises a control and / or regulating device 120 for controlling and / or regulating a power of the laser beam application 118 .

Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 120 umfasst einen PID (proportional-integral-derivative)-Regler.The control and / or regulating device 120 includes a PID (proportional-integral-derivative) controller.

Eine Schutzgasatmosphäre ist während des Tape-Legens nicht notwendig. Bei sauerstoffempfindlichen Polymermaterialien kann das Tape-Legen jedoch auch unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.A protective gas atmosphere is not necessary during tape laying. In the case of oxygen-sensitive polymer materials, however, the tape-laying can also be carried out under a protective gas atmosphere.

Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 120 umfasst eine Thermokamera 122, deren Fokus auf die Ablegeposition der ersten Funktionsschicht 104 auf dem Oberflächenbereich 106a gerichtet ist, sodass die Laserleistung abhängig von einer Temperatur der ersten Funktionsschicht 104 steuerbar und/oder regelbar ist.The control and / or regulating device 120 includes a thermal camera 122 whose focus is on the placement position of the first functional layer 104 on the surface area 106a is directed so that the laser power depends on a temperature of the first functional layer 104 can be controlled and / or regulated.

Sinkt die Temperatur der ersten Funktionsschicht 104 unterhalb einer Verarbeitungstemperatur, bei welcher die Funktionsschicht 104 aufschmelzbar ist, wird die Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung 118 mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 120 erhöht.The temperature of the first functional layer drops 104 below a processing temperature at which the functional layer 104 Can be melted, the power of the laser beam is applied 118 by means of the control and / or regulating device 120 elevated.

Steigt die Temperatur der ersten Funktionsschicht 104 über die Verarbeitungstemperatur, wird die Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung 118 mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 120 reduziert.The temperature of the first functional layer increases 104 the processing temperature, the power of the laser beam exposure 118 by means of the control and / or regulating device 120 reduced.

Durch das Aufschmelzen des ersten thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht 104 auf dem Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 wird die erste Funktionsschicht 104 stoffschlüssig mit dem Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 verbunden.By melting the first thermoplastic material of the first functional layer 104 on the surface area 106a of the first component 100 becomes the first functional layer 104 cohesively with the surface area 106a of the first component 100 connected.

Zum Aufschmelzen wird die erste Funktionsschicht 104 - wie bereits erwähnt - auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt. Vorliegend - im Fall von PEKK - liegt die Verarbeitungstemperatur in einem Bereich von circa 300°C bis circa 350°C, insbesondere in einem Bereich von circa 310°C bis circa 330°C. Die Verarbeitungstemperatur ist geringer als eine Schmelztemperatur des teilkristallinen thermoplastischen Materials des ersten Bauteils 100 (vorliegend Kohlenstofffaser-verstärktes PEKK).The first functional layer is used for melting 104 - as already mentioned - heated to the processing temperature. In the present case - in the case of PEKK - the processing temperature is in a range from around 300 ° C to around 350 ° C, in particular in a range from around 310 ° C to around 330 ° C. The processing temperature is lower than a melting temperature of the partially crystalline thermoplastic material of the first component 100 (here carbon fiber reinforced PEKK).

Bei einem Abkühlen der ersten Funktionsschicht 104 auf Raumtemperatur (circa 25°C) härtet die erste Funktionsschicht 104 aus, wobei sie während des gesamten Aufbringungsvorgangs amorph thermoplastisch bleibt.When the first functional layer cools down 104 the first functional layer hardens to room temperature (approx. 25 ° C) 104 off, remaining amorphous thermoplastic throughout the application process.

Das Material des ersten Bauteils 100 bleibt während des gesamten Aufbringungsvorgangs der ersten Funktionsschicht 104 teilkristallin thermoplastisch.The material of the first part 100 remains of the first functional layer during the entire application process 104 partially crystalline thermoplastic.

Das Material des ersten Bauteils 100 und das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht 104 sind aus Materialien ausgebildet, welche schweißkompatibel sind.The material of the first part 100 and the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 are made of materials that are compatible with welding.

In Ausführungsformen, in welchen das erste Bauteil 100 und die erste Funktionsschicht 104 und dem gleichen Polymermaterial in unterschiedlichen Modifikationen sind - wie vorliegend aus PEKK -, sind diese Materialien schweißkompatibel. Alternativ können die unterschiedlichen Elemente auch aus unterschiedlichen schweißkompatiblen Materialien sein. Hierauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen.In embodiments in which the first component 100 and the first functional layer 104 and are the same polymer material in different modifications - as in the present case from PEKK - these materials are compatible with welding. Alternatively, the different elements can also be made of different weldable materials. This will be discussed in more detail below.

Zur Verstärkung eines Fügebereichs 124 (Vergleich 4), in welchem die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 miteinander verbunden sind, umfasst das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht 104 Fasern, vorliegend Glasfasern. Ergänzend oder alternativ sind auch Kohlenstofffasern, Metallfasern und/oder Aramidfasern geeignet.To reinforce a joining area 124 (Comparison 4th ), in which the first functional layer 104 and the second functional layer 126 are connected to one another, comprises the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 Fibers, in this case glass fibers. In addition or as an alternative, carbon fibers, metal fibers and / or aramid fibers are also suitable.

Laserstrahlen der Laserquelle können verbessert mit Kohlenstofffasern des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht 104 koppeln, wodurch das Aufschmelzen der ersten Funktionsschicht 104 optimiert sein kann.Laser beams from the laser source can be improved with carbon fibers of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 couple, whereby the melting of the first functional layer 104 can be optimized.

Für ein Induktionsschweißverfahren sind Schichten aus amorphen thermoplastischen Materialien mit Metallfasern als Funktionsschichten 104, 126 besonders gut geeignet.For an induction welding process, layers made of amorphous thermoplastic materials with metal fibers are used as functional layers 104 , 126 particularly well suited.

Durch das zuvor beschriebene Aufbringen durch Tape-Legen, wird die erste Funktionsschicht 104 additiv auf einen Oberflächenbereich 106 des ersten Bauteils 100 aufgebracht.The first functional layer is created by applying the tape as described above 104 additive to a surface area 106 of the first component 100 upset.

Anschließend wird wie zuvor exemplarisch für das Aufbringen der ersten Funktionsschicht 104 auf das erste Bauteil 100 beschrieben eine zweite Funktionsschicht 126 auf das zweite Bauteil 102 aufgebracht.Then, as before, the application of the first functional layer is exemplified 104 on the first component 100 described a second functional layer 126 on the second component 102 upset.

Die Ausführungen bezüglich des Materials des ersten Bauteils 100 gelten - sofern nicht ohnehin für das zweite Bauteil 102 beschrieben - für das Material des zweiten Bauteils 102 gleichermaßen.The explanations regarding the material of the first component 100 apply - if not for the second component anyway 102 described - for the material of the second component 102 equally.

Die Ausführungen bezüglich des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht 104 gelten - sofern nicht ohnehin für die zweite Funktionsschicht 126 beschrieben - für das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht 126 gleichermaßen.The statements relating to the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 apply - provided they do not apply to the second functional layer anyway 126 described - for the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer 126 equally.

Eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Fügen eines ersten Bauteils 100 mit einem zweiten Bauteil 102 ist in 2 dargestellt.Another embodiment of a method for joining a first component 100 with a second component 102 is in 2 shown.

Die weitere Ausführungsform des Verfahrens unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 1 dargestellten Ausführungsform, dass die erste Funktionsschicht 104 mittels einer 3D-Druckvorrichtung 130 in einem 3D-Druckverfahren auf den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 aufgebracht wird.The further embodiment of the method essentially differs from that in FIG 1 illustrated embodiment that the first functional layer 104 by means of a 3D printing device 130 in a 3D printing process on the surface area 106a of the first component 100 is applied.

Hierzu wird ein Applikationselement 132 der 3D-Druckvorrichtung 130 über den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 bewegt, wobei über eine Spitze des Applikationselements 132 das erste amorphe thermoplastische Material in fließfähigem Zustand auf den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 aufgetragen wird. Das aufgetragene Material kühlt ab und härtet dabei zu der ersten Funktionsschicht 104 aus.An application element is used for this 132 the 3D printing device 130 over the surface area 106a of the first component 100 moved over a tip of the application element 132 the first amorphous thermoplastic material in a flowable state on the surface area 106a of the first component 100 is applied. The applied material cools down and hardens to form the first functional layer 104 out.

Beispielsweise wird ein FFF-Verfahren (fused filament fabrication-Verfahren) zur Herstellung der ersten Funktionsschicht 104 genutzt. Bei diesem Verfahren wird ein Filament aus dem ersten amorphen thermoplastischen Material durch einen Extruder erwärmt und anschließend auf den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 aufgetragen.For example, an FFF process (fused filament fabrication process) is used to produce the first functional layer 104 utilized. In this process, a filament made from the first amorphous thermoplastic material is heated by an extruder and then onto the surface area 106a of the first component 100 applied.

Zur Erwärmung einer Oberfläche, auf welche aufgedruckt wird, und/oder zum Aufschmelzen des Filaments umfasst die 3D-Druckvorrichtung 130 eine Heizvorrichtung 114. The 3-D printing device comprises the heating of a surface on which printing is being carried out and / or for melting the filament 130 a heater 114 .

Das Applikationselement 132 ist vorzugsweise bereichsweise von einem Gehäuse der 3D-Druckvorrichtung 130 umschlossen und innerhalb des Gehäuses wird das 3D-Druckverfahren durchgeführt.The application element 132 is preferably part of a housing of the 3D printing device 130 enclosed and within the housing the 3D printing process is carried out.

Es kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 zur Durchführung des 3D-Druckverfahrens aufgeheizt wird (nicht gezeigt). Eine Bewegung des Applikationselements 132 über den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 wird vorzugsweise mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung 134 der 3D-Druckvorrichtung 130 gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung dient einer Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung des Applikationselements 132 und einer Durchflussrate von fließfähigem erstem amorphem thermoplastischem Material.It can be provided that the surface area 106a of the first component 100 is heated to carry out the 3D printing process (not shown). A movement of the application element 132 over the surface area 106a of the first component 100 is preferably by means of a control and / or regulating device 134 the 3D printing device 130 controlled and / or regulated. The control and / or regulating device is used to control and / or regulate a movement of the application element 132 and a flow rate of flowable first amorphous thermoplastic material.

Auch eine Leistung der Heizvorrichtung 114 wird durch die Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung 134 reguliert.Also an achievement of the heating device 114 is by the control and / or regulating device 134 regulated.

Im Übrigen stimmt die in 2 dargestellte weitere Ausführungsform mit der in 1 dargestellten Ausführungsform überein, sodass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 2 Another embodiment shown with the in 1 embodiment shown, so that reference is made to the description thereof.

Nachdem gemäß einer der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen die erste Funktionsschicht 104 auf das erste Bauteil 100 aufgebracht wurde und die zweite Funktionsschicht 126 auf das zweite Bauteil 102 aufgebracht wurde, werden das erste Bauteil 100 und das zweite Bauteil 102 vorliegend dauerhaft miteinander verbunden. Dies ist in 3 schematisch dargestellt.After one of the in the 1 and 2 illustrated embodiments the first functional layer 104 on the first component 100 was applied and the second functional layer 126 on the second component 102 will be the first component 100 and the second component 102 present permanently connected to each other. This is in 3 shown schematically.

Zum Verbinden werden das erste Bauteil 100 und das zweite Bauteil 102 miteinander verschweißt. Zum Verschweißen des ersten Bauteils 100 und des zweiten Bauteils 102 wird vorliegend eine Schweißvorrichtung 135 verwendet, welche in 3 schematisch dargestellt ist.The first component is used to connect 100 and the second component 102 welded together. For welding the first component 100 and the second component 102 is presently a welding device 135 used which in 3 is shown schematically.

Mittels der Schweißvorrichtung 135 wird eine ausreichend große Energiemenge in die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 eingebracht, sodass diese im Fügebereich 124 unmittelbar oder über eine Schweißzusatzschicht 136, beispielsweise eine Schweißzusatzfolie, miteinander verbunden werden.By means of the welding device 135 a sufficiently large amount of energy is put into the first functional layer 104 and the second functional layer 126 introduced so that they are in the joint area 124 directly or via a weld filler layer 136 , for example a welding filler foil, are connected to one another.

Dabei kann die Schweißvorrichtung 135 als Induktionsschweißvorrichtung, als Widerstandsschweißvorrichtung, als Ultraschallschweißvorrichtung, als Vibrationsschweißvorrichtung oder als Laserstrahlschweißvorrichtung ausgebildet sein.The welding device 135 be designed as an induction welding device, a resistance welding device, an ultrasonic welding device, a vibration welding device or a laser beam welding device.

Die Schweißzusatzschicht 136 ist aus einem dritten amorphen thermoplastischen Material hergestellt, welches mit dem ersten amorphen thermoplastischen Material der ersten Funktionsschicht 104 und dem zweiten amorphen thermoplastischen Material der zweiten Funktionsschicht 126 schweißkompatibel ist. Das dritte amorphe thermoplastische Material kann Fasern in Form von Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Metallfasern und/oder Aramidfasern umfassen.The weld filler layer 136 is made of a third amorphous thermoplastic material, which is combined with the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer 126 is welding compatible. The third amorphous thermoplastic material can comprise fibers in the form of glass fibers and / or carbon fibers and / or metal fibers and / or aramid fibers.

Das Verschweißen des ersten Bauteils 100 und des zweiten Bauteils 102 über die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126, sowie optional die Schweißzusatzschicht 136, kann durch Induktionsschweißen, Ultraschallschweißen, Widerstandsschweißen, Vibrationsschweißen oder Laserstrahlschweißen durchgeführt werden.The welding of the first component 100 and the second component 102 via the first functional layer 104 and the second functional layer 126 , and optionally the welding filler layer 136 , can be done by induction welding, ultrasonic welding, resistance welding, vibration welding, or laser beam welding.

Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erwähnt, werden Materialien der ersten Funktionsschicht 104, des ersten Bauteils 100, der zweiten Funktionsschicht 126 und des zweiten Bauteils derart ausgewählt, dass sie schweißkompatibel sind.As in connection with 1 materials of the first functional layer are mentioned 104 , the first component 100 , the second functional layer 126 and the second component selected to be weld compatible.

Alternativ zur Ausbildung aus dem gleichen Polymermaterial in unterschiedlichen Modifikationen kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht 104 und das erste Bauteil 100, beziehungsweise die zweite Funktionsschicht 126 und das zweite Bauteil 102, im Falle von Vibrationsschweißen, aus Materialien gemäß einer der folgenden Materialkombinationen ausgebildet sind: PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und PBT, ABS und PET, ABS/PC und POM, PC und PBT, PC und PET, PC/PBT und PBT, PEI und PBT, PEI und PET.As an alternative to being made from the same polymer material in different modifications, it can be provided that the first functional layer 104 and the first component 100 , or the second functional layer 126 and the second component 102 , in the case of vibration welding, are made of materials according to one of the following material combinations: PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and PBT, ABS and PET, ABS / PC and POM, PC and PBT, PC and PET, PC / PBT and PBT, PEI and PBT, PEI and PET.

Im Falle von Ultraschallschweißen können die erste Funktionsschicht 104 aus PC/PBT und das erste Bauteil 100 aus PBT sein. Die zweite Funktionsschicht 126 kann auch PC/PBT sein und das zweite Bauteil 102 aus PBT.In the case of ultrasonic welding, the first functional layer 104 made of PC / PBT and the first component 100 be made of PBT. The second functional layer 126 can also be PC / PBT and the second component 102 made of PBT.

Die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 sind im Falle von Ultraschallschweißen alternativ zu einer Ausbildung aus PEKK aus einer der folgenden Materialkombinationen: PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, PC und ABS/PC, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PC, PEI und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PPO und PC/PBT, PPO und PMMA, PSU und PC/PBT, PVC und ABS, SAN und ABS, SAN und HIPS, SAN und PMMA, SAN und PPO, SBC und ABS, SBC und HIPS, SBC und PS.The first functional layer 104 and the second functional layer 126 are, in the case of ultrasonic welding, an alternative to PEKK training from one of the following material combinations: PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, PC and ABS / PC, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PC , PEI and PC, PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PPO and PC / PBT, PPO and PMMA, PSU and PC / PBT, PVC and ABS, SAN and ABS, SAN and HIPS, SAN and PMMA , SAN and PPO, SBC and ABS, SBC and HIPS, SBC and PS.

Im Falle von Vibrationsschweißen können die erste Funktionsschicht 104 und die zweite Funktionsschicht 126 auch aus einer der folgenden Materialkombinationen bestehen:

  • PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, ABS und PC, ABS und PEI, ABS und PMMA, ABS und PPO, ABS und PS, ABS und PVC, ABS und SAN, ABS und SBC, ABS/PC und PC, ABS/PC und PMMA, HIPS und PS, HIPS und SAN, HIPS und SBC, PC und PC/PBT, und PC und PEI, PC und PMMA, PC und PPO, PC und PSU, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PMMA, PES und PSU, PMMA und SAN, PMMA und SBC, PEO und PPO, PPO und PC, PPO und PS, PPO und SAN, PS und SAN, PS und SBC, PSU und PES, PPO und SAN.
In the case of vibration welding, the first functional layer 104 and the second Functional layer 126 also consist of one of the following material combinations:
  • PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, ABS and PC, ABS and PEI, ABS and PMMA, ABS and PPO, ABS and PS, ABS and PVC, ABS and SAN, ABS and SBC, ABS / PC and PC, ABS / PC and PMMA, HIPS and PS, HIPS and SAN, HIPS and SBC, PC and PC / PBT, and PC and PEI, PC and PMMA, PC and PPO, PC and PSU, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PMMA, PES and PSU, PMMA and SAN, PMMA and SBC, PEO and PPO, PPO and PC, PPO and PS, PPO and SAN, PS and SAN, PS and SBC, PSU and PES , PPO and SAN.

Im Falle von Induktionsschweißen sind folgende Materialkombinationen schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS/PC und ABS, PC und ABS/PC, PC und PBT, PC/PET und ABS/PC, PC/PET und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PMMA und PBT, PS und ABS, PS und PPO, SAN/ABS und ABS, SAN/SMMA und PMMA, SAN/SMMA und PPO, SAN/SMMA und PS, SBC und ABS, SBC und PMMA, SBC und PS.In the case of induction welding, the following material combinations are compatible with welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS / PC and ABS, PC and ABS / PC, PC and PBT, PC / PET and ABS / PC, PC / PET and PC , PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PMMA and PBT, PS and ABS, PS and PPO, SAN / ABS and ABS, SAN / SMMA and PMMA, SAN / SMMA and PPO, SAN / SMMA and PS , SBC and ABS, SBC and PMMA, SBC and PS.

Auch das Material der Schweißzusatzfolie 136 wird - falls vorhanden - danach ausgewählt, dass es schweißkompatibel mit den Materialien der ersten Funktionsschicht 104 und der zweiten Funktionsschicht 126 ist.Also the material of the welding filler foil 136 If available, it is selected so that it is weld-compatible with the materials of the first functional layer 104 and the second functional layer 126 is.

Die Fügeverbindung 125 nach dem Verbinden des ersten Bauteils 100 und des zweiten Bauteils 102 ist in 4 dargestellt. Senkrecht zu einer Längsmittelebene des Fügebereichs 124 sind im Fügebereich 124 die erste Funktionsschicht 104, optional die Schweißzusatzschicht 136 und die zweite Funktionsschicht 126 übereinander angeordnet. Grenzen zwischen den einzelnen Schichten sind in 4 lediglich aus Darstellungsgründen eingezeichnet.The joint connection 125 after connecting the first component 100 and the second component 102 is in 4th shown. Perpendicular to a longitudinal center plane of the joining area 124 are in the joining area 124 the first functional layer 104 , optionally the welding filler layer 136 and the second functional layer 126 arranged one above the other. Boundaries between each layer are in 4th only shown for reasons of illustration.

Nach dem Fügen sind Übergänge zwischen der ersten Funktionsschicht 104, der Schweißzusatzfolie 136 - sofern verwendet - und der zweiten Funktionsschicht 126 rasterelektronenmikroskopisch nicht mehr zu unterscheiden.After joining, there are transitions between the first functional layer 104 , the welding filler foil 136 - if used - and the second functional layer 126 Scanning electron microscopy can no longer be distinguished.

In 5 ist eine Aufnahme gezeigt, welche mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen wurde. Es wurde ein Sekundärelektronendetektor verwendet. In der Aufnahme ist ein Übergang von der ersten Funktionsschicht 104 auf das erste Bauteil 100 gezeigt. Die Aufnahme ist dabei in einer Aufnahmerichtung parallel zu einer Längsmittelebene der ersten Funktionsschicht 104 aufgenommen.In 5 a picture is shown which was taken with a scanning electron microscope. A secondary electron detector was used. In the picture there is a transition from the first functional layer 104 on the first component 100 shown. The receptacle is in a receiving direction parallel to a longitudinal center plane of the first functional layer 104 recorded.

Wie schematisch angedeutet, hat die erste Funktionsschicht 104 eine theoretische Dicke von circa 100 µm, wobei auf der vorliegenden Aufnahme eine Dicke von circa 40 µm dargestellt ist.As indicated schematically, the first functional layer has 104 a theoretical thickness of approx. 100 µm, whereby the present image shows a thickness of approx. 40 µm.

Es wird deutlich, dass zumindest der obere Bereich der ersten Funktionsschicht 104 thermoplastisch amorph ist.It is clear that at least the upper area of the first functional layer 104 is thermoplastic amorphous.

Aus der Rasterelektronenmikroskopieaufnahme ist ersichtlich, dass - im Unterschied zu Materialübergängen innerhalb des Fügebereichs 124 - eine klare Grenze zwischen dem ersten amorphen thermoplastischen Material der ersten Funktionsschicht 104 und dem teilkristallinen thermoplastischen Material des ersten Bauteils 100 beim stoffschlüssigen Aufbringen der ersten Funktionsschicht 104 auf den Oberflächenbereich 106a des ersten Bauteils 100 erhalten bleibt.It can be seen from the scanning electron microscope image that - in contrast to material transitions within the joining area 124 - a clear boundary between the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer 104 and the partially crystalline thermoplastic material of the first component 100 during the cohesive application of the first functional layer 104 on the surface area 106a of the first component 100 preserved.

Eine Ausführungsform eines Reparaturverfahrens zur Reparatur eines ersten Bauteils 100 ist in 6 schematisch gezeigt. Es ist ein Zustand vor einer Durchführung des Reparaturverfahrens dargestellt.One embodiment of a repair method for repairing a first component 100 is in 6th shown schematically. A state before the repair method is carried out is shown.

Die in 6 dargestellte Ausführungsform des Verfahrens unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 1 dargestellten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung, dass das erste Bauteil 100 einen beschädigten Bereich 140 aufweist.In the 6th The embodiment of the method shown here differs essentially from that in FIG 1 illustrated embodiment of a method for producing a thermoplastic joint connection that the first component 100 a damaged area 140 having.

Das erste Bauteil 100 wird im beschädigten Bereich 140 durch spanende Bearbeitung bearbeitet. Der beschädigte Bereich 140 wird geglättet, bis ein im Wesentlichen ebener Oberflächenbereich 106c entstanden ist.The first component 100 will be in the damaged area 140 machined by machining. The damaged area 140 is smoothed to a substantially flat surface area 106c originated.

Anschließend wird - wie im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben - eine erste Funktionsschicht 104 additiv aufgebracht und diese mit einer zweiten Funktionsschicht 126, welche auf ein zweites Bauteil 102 aufgebracht wurde, in einem Fügebereich 126 verbunden.Then - as in connection with the 1 to 4th described - a first functional layer 104 applied additively and this with a second functional layer 126 , which on a second component 102 was applied, in a joint area 126 connected.

Eine dem ersten Bauteil 100 zugewandte Form des zweiten Bauteils 102 entspricht im Wesentlichen einer Form des Oberflächenbereichs 106c des ersten Bauteils 100.One of the first component 100 facing shape of the second component 102 corresponds essentially to a shape of the surface area 106c of the first component 100 .

Die Funktionsschichten 104, 126 können durch Tape-Legen (vergleich 1) oder durch ein 3D-Druck-Verfahren (vergleich 2) auf den Oberflächenbereich 106c aufgebracht werden.The functional layers 104 , 126 can be done by laying tape (compare 1 ) or by a 3D printing process (compare 2 ) on the surface area 106c be applied.

Abmessungen des zweiten Bauteils 102 entsprechen in dem Reparaturverfahren einem im beschädigten Bereich 140 abgetragenen Volumen des ersten Bauteils 100.Dimensions of the second component 102 correspond to one in the damaged area in the repair procedure 140 removed volume of the first component 100 .

Bezugszeichenliste List of reference symbols

100100
erstes Bauteilfirst component
102102
zweites Bauteilsecond component
104104
erste Funktionsschichtfirst functional layer
106a106a
OberflächenbereichSurface area
106b106b
OberflächenbereichSurface area
106c106c
OberflächenbereichSurface area
108108
FolienmaterialFoil material
110110
Tape-LegerTape-Layers
112112
RoboterarmRobotic arm
114114
HeizeinrichtungHeating device
116116
LaserquelleLaser source
118118
LaserstrahlbeaufschlagungLaser beam exposure
120120
Steuerungs- und/oder RegelungseinrichtungControl and / or regulating device
122122
ThermokameraThermal camera
124124
FügebereichJoining area
125125
FügeverbindungJoint connection
126126
zweite Funktionsschichtsecond functional layer
130130
3D-Druckvorrichtung3D printing device
132132
ApplikationselementApplication element
134134
Steuerungs- und/oder RegelungseinrichtungControl and / or regulating device
135135
SchweißvorrichtungWelding device
136136
SchweißzusatzschichtWelding filler layer
140140
beschädigter Bereichdamaged area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • „Engineering Design with Polymers and Composites“, von J.C. Gerdeen et al., zweite Edition, 2011, Verlag Taylor & Francis [0108]Engineering Design with Polymers and Composites, by J.C. Gerdeen et al., Second edition, 2011, Verlag Taylor & Francis [0108]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung (125) zwischen einem ersten Bauteil (100) und einem zweiten Bauteil (102), umfassend: - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht (104) aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich (106a) eines ersten Bauteils (100), wobei das erste Bauteil (100) aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist und wobei das erste amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; - additives Aufbringen einer zweiten Funktionsschicht (126) aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich (106b) eines zweiten Bauteils (102), wobei das zweite Bauteil (102) aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist und wobei das zweite amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; und - Verbinden des ersten Bauteils (100) und des zweiten Bauteils (102) in einem Fügebereich (124) mittels der ersten Funktionsschicht (104) und der zweiten Funktionsschicht (126).A method for producing a thermoplastic joint connection (125) between a first component (100) and a second component (102), comprising: - Additive application of a first functional layer (104) made of a first amorphous thermoplastic material to a surface area (106a) of a first component (100), the first component (100) being made from a thermoplastic material and the first amorphous thermoplastic material during the Application remains amorphous thermoplastic; - Additive application of a second functional layer (126) made of a second amorphous thermoplastic material to a surface area (106b) of a second component (102), wherein the second component (102) is made of a thermoplastic material and wherein the second amorphous thermoplastic material during the Application remains amorphous thermoplastic; and - Connecting the first component (100) and the second component (102) in a joining area (124) by means of the first functional layer (104) and the second functional layer (126). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) vor dem Aufbringen auf den Oberflächenbereich (106a) des ersten Bauteils (100) lokal aufgeschmolzen wird und/oder dass die zweite Funktionsschicht (126) vor dem Aufbringen auf den Oberflächenbereich (106b) des zweiten Bauteils (102) lokal aufgeschmolzen wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the first functional layer (104) is melted locally before being applied to the surface area (106a) of the first component (100) and / or that the second functional layer (126) is melted locally before being applied to the surface area (106b) of the second Component (102) is melted locally. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil (100) verbunden wird und/oder dass die zweite Funktionsschicht (126) stoffschlüssig mit dem zweiten Bauteil (102) verbunden wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first functional layer (104) is materially connected to the first component (100) and / or that the second functional layer (126) is materially connected to the second component (102). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) mittels einer Heizeinrichtung (114) auf eine erste Verarbeitungstemperatur erwärmt wird und dass die zweite Funktionsschicht (126) mittels der Heizeinrichtung (114) oder einer weiteren Heizeinrichtung (114) auf eine zweite Verarbeitungstemperatur erwärmt wird, wobei die erste Verarbeitungstemperatur kleiner ist als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils (100) und wobei die zweite Verarbeitungstemperatur kleiner ist als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils (102).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional layer (104) is heated to a first processing temperature by means of a heating device (114) and that the second functional layer (126) is heated by means of the heating device (114) or a further heating device (114) is heated to a second processing temperature, the first processing temperature being lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the first component (100) and wherein the second processing temperature is lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the second component (102). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) und/oder die zweite Funktionsschicht (126) aus einem Folienmaterial (108) sind oder dass die erste Funktionsschicht (104) und/oder die zweite Funktionsschicht (126) aus einem Filament, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional layer (104) and / or the second functional layer (126) are made of a film material (108) or that the first functional layer (104) and / or the second functional layer (126) are made from a filament, for example in a 3D printing process. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) mittels Laserstrahlbeaufschlagung (118), vorzugsweise mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung (118) im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen wird und so am ersten Bauteil (100) fixiert wird und/oder dass die zweite Funktionsschicht (126) mittels Laserstrahlbeaufschlagung (118), vorzugsweise mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung (118) im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen wird und so am zweiten Bauteil (102) fixiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional layer (104) is melted by means of laser beam application (118), preferably by means of laser beam application (118) in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed to the first component (100) and / or that the second functional layer (126) is melted by means of laser beam application (118), preferably by means of laser beam application (118) in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed on the second component (102). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung (118) mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (120) gesteuert und/oder geregelt wird und dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (120) eine Temperatursensoreinrichtung zur Messung einer Temperatur der ersten Funktionsschicht (104) und/oder der zweiten Funktionsschicht (126) umfasst, wobei die Temperatursensoreinrichtung insbesondere eine Thermokamera (122) ist.Procedure according to Claim 6 , characterized in that a power of the laser beam application (118) is controlled and / or regulated by means of a control and / or regulating device (120) and that the control and / or regulating device (120) is a temperature sensor device for measuring a temperature of the first functional layer (104) and / or the second functional layer (126), wherein the temperature sensor device is in particular a thermal camera (122). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (104) durch Tape-Legen oder mittels einer 3D-Druckvorrichtung (130) in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das erste Bauteil (100) aufgebracht wird und/oder dass die zweite Funktionsschicht (126) durch Tape-Legen oder mittels einer 3D-Druckvorrichtung (130) in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das zweite Bauteil (102) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional layer (104) is applied additively to the first component (100) by tape laying or by means of a 3D printing device (130) in a 3D printing process and / or that the second functional layer (126) is applied additively to the second component (102) by tape laying or by means of a 3D printing device (130) in a 3D printing process. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (100) und/oder das zweite Bauteil (102) aus einem teilkristallinen thermoplastischen Material gebildet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first component (100) and / or the second component (102) are formed from a partially crystalline thermoplastic material. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht (104) Fasern umfasst und/oder dass das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht (126) Fasern umfasst, wobei die Fasern insbesondere ausgewählt sind aus einem oder mehreren der folgenden Fasertypen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer (104) comprises fibers and / or that the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer (126) comprises fibers, the fibers being selected in particular from one or more of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren derart durchgeführt wird, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht (104) und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht (126) während des gesamten Verfahrens zur Herstellung einer Fügeverbindung (125) amorph thermoplastisch bleiben.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out in such a way that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer (104) and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer (126) during the entire method for producing a joint ( 125) remain amorphous thermoplastic. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des ersten Bauteils (100) und des zweiten Bauteils (104) eine Schweißzusatzschicht (136) verwendet wird, welche aus einem dritten amorphen thermoplastischen Material gebildet ist und welche zwischen der ersten Funktionsschicht (104) und der zweiten Funktionsschicht (126) angeordnet wird, bevor das erste Bauteil (100) und das zweite Bauteil (102) im Fügebereich (124) miteinander verbunden werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an additional welding layer (136) is used to connect the first component (100) and the second component (104), which is formed from a third amorphous thermoplastic material and which is between the first functional layer ( 104) and the second functional layer (126) is arranged before the first component (100) and the second component (102) are connected to one another in the joining area (124). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der Folgenden: - das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht (104) und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht (126) sind schweißkompatibel; - das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht (104) und das thermoplastische Material des ersten Bauteils (100) sind schweißkompatibel; - das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht (126) und das thermoplastische Material des zweiten Bauteils (102) sind schweißkompatibel; - das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht (104), ein drittes amorphes thermoplastisches Material einer Schweißzusatzschicht (136) und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht (126) sind schweißkompatibel.Method according to one of the preceding claims, characterized by at least one of the following: - the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer (104) and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer (126) are weld-compatible; - The first amorphous thermoplastic material of the first functional layer (104) and the thermoplastic material of the first component (100) are compatible with welding; - the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer (126) and the thermoplastic material of the second component (102) are compatible with welding; - The first amorphous thermoplastic material of the first functional layer (104), a third amorphous thermoplastic material of a welding filler layer (136) and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer (126) are compatible with welding. Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils (100), umfassend: - Abtragen eines Bereichs (140) an dem ersten Bauteil, wodurch ein Oberflächenbereich (106c) entsteht; - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht (104) aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf den Oberflächenbereich (106c) des ersten Bauteils (100); und - Verbinden des ersten Bauteils (100) und eines zweiten Bauteils (102), auf welches eine zweite Funktionsschicht (126) aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material aufgebracht wurde, nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Method for repairing a first component (100), comprising: - removing an area (140) on the first component, whereby a surface area (106c) is produced; - additive application of a first functional layer (104) made of a first amorphous thermoplastic material to the surface area (106c) of the first component (100); and joining the first component (100) and a second component (102), to which a second functional layer (126) made of a second amorphous thermoplastic material has been applied, by a method according to one of the Claims 1 to 13 . Thermoplastische Fügeverbindung (125), umfassend ein erstes Bauteil (100) und ein zweites Bauteil (102), welche in einem Fügebereich (124) miteinander verbunden sind, wobei der Fügebereich (124) aus einem amorphen thermoplastischen Material gebildet ist.Thermoplastic joining connection (125), comprising a first component (100) and a second component (102), which are connected to one another in a joining area (124), the joining area (124) being formed from an amorphous thermoplastic material.
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