Schweißen in der Spritzgießform

Vor allem für die Automobilzulieferindustrie verspreche die zum Patent angemeldete Lösung erhebliche Einsparpotenziale, so die Entwickler. Es werde keine zusätzliche Schweißvorrichtung benötigt, Entnahme und erneutes Einlegen der Bauteile entfallen, da das fertige Endprodukt direkt aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werde.

Das Prinzip: Die beiden Bauteilhälften werden gleichzeitig in einer Form gespritzt. Nach der Kühlphase öffnet das Werkzeug, wobei die eine Hälfte in der linken und die andere in der rechten Werkzeugseite verbleibt. Nun verschiebt sich die bewegliche Werkzeugseite so weit, dass die beiden Teile in Schweißposition einander gegenüber liegen. Das Heizelement wird zwischen den Kavitäten positioniert und die Ränder der Bauteilhälften erwärmt. Beim Schließen des Werkzeugs verschweißen diese miteinander und beim erneuten Öffnen wird das fertige Bauteil entformt.
Neben dem großen Sparpotenzial durch Integration zweier bislang separater Fertigungsschritte soll das Verfahren auch die Qualität und Funktionssicherheit der Bauteile steigern. Da die beiden Produkthälften zum Schweißen in der Spritzgießform fixiert bleiben, werden Verzugsprobleme vermieden. Es entstehe eine saubere, dünne Schweißnaht mit hoher Festigkeit, die in Bezug auf den Berstdruck höhere Qualitäten erzielt als konventionell hergestellte Schweißnähte.

Qualität und Funktionssicherheit steigern

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Die neue Technologie eigne sich für alle Thermoplaste. Besonders großes Potenzial sehen die Prozessentwickler bei der Verarbeitung glasfaserverstärkter Polyamide zu medienführenden Teilen für den Einsatz im Motorraum. Bislang weisen diese Bauteile an der Schweißnaht eine deutliche Wulst auf, die Abrieb begünstigt und damit die Lebensdauer weiterer Funktionsteile, zum Beispiel der Ventilstößel, reduziert. Da das Joinmelt-Verfahren diese Wulst vermeide, spart das Verfahren zudem Material und Gewicht ein. Ein weiterer Vorteil macht sich bereits in der Entwicklung neuer Produkte positiv bemerkbar: Es muss keine Schweißrichtung eingehalten werden, so dass die Bauteilgeometrie frei gestaltet werden kann.

Engel hat die Technologie in Kooperation mit zwei Partnerfirmen entwickelt, wobei der Spritzgießmaschinenbauer nicht nur für die Maschinentechnik verantwortlich ist, sondern auch die Software zur Steuerung des integrierten Prozessablaufs entwickelte. Hummel-Formen in Lenningen hat das Verfahren für das Heiß-Gas-Schweißen in der Spritzgießform zum Patent angemeldet und bringt sein werkzeugtechnisches Know-how in die Zusammenarbeit ein. KVT Bielefeld zeichnet im Projekt für die Schweißtechnik verantwortlich und hält das Patent für das Heiß-Gas-Schweißen unter Schutzgas für eine partikelfreie und hochfeste Schweißverbindung.