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KunststoffschweißenAuf ewig verbunden

Kunststoff-Schweißverfahren richtig wählen
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Kunststoffschweißen: Auf ewig verbunden
Kunststoffverarbeitern steht heute eine ganze Reihe unterschiedlicher Fügeverfahren zur Verfügung. Sie alle haben Vor- und Nachteile und oft braucht es umfassende Erfahrung, um den richtigen Weg zu finden.

Besonderes Augenmerk gilt – in jeder Anwendung bestmögliche Qualität der Schweißnaht. Je nach Anwendung stehen Sicherheit und/oder Optik im Vordergrund. So sind beispielsweise im Bereich Medizintechnik in der Regel beide Faktoren gefragt. Wulstfrei arbeiten bei sicherer Verbindung ist aber auch in anderen Branchen gefragt, in die Bielomatik seine Schweißanlagen liefert: Optisch einwandfreie Schweißnähte sind zum Beispiel bei industriell gefertigten Kfz-Rückleuchten unerlässlich. Möglich machen das Reibschweißanlagen mit Vorwärmsystemen, die auch bei optischen Teilen für ansprechende und dabei dichte und dauerhafte Verbindungen sorgen

Sind noch höhere Sauberkeitsanforderungen gegeben, empfehlen sich die berührungslosen Zwei-Stufen-Schweißverfahren. Hier kommt List ins Spiel: So arbeitet die kompakte Maschine K 2733 zum Infrarot- und Heizelementschweißen mit einem Metallfolien-Keramik-Strahler, der mit seiner mittelwellige Strahlung auch die saubere Schweißung von Polyamidteilen ermöglicht. Die 3-achsige Maschine hat einen vertikalen Pressenhub von 500 Millimeter, Umstellzeiten unter 2,5 Sekunden sind bei servomotorischen Achsantrieben möglich. Die Grundplattengröße des vorgestellten Schweißgeräts beträgt 600 × 400 Millimeter.

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Medizintechnik stellt spezielle Anforderungen

Sehr kleine Bauteile mit besonders filigranen Strukturen kennzeichnen typische Anwendungen der Medizintechnik. Für höhere Produktionsvolumina solcher Bauteile eignet sich die Kunststoff-Laserschweißmaschine der Baureihe K 3633 saubere 2-D und, abhängig von Geometrie und Material, auch 3-D Schweißkonturen. Auch die Bearbeitung niederviskoser Werkstoffe und Folien ist mit der Anlage möglich. Die gezielte Energie-Einbringung sorgt für eine kleine Wärme-Einflusszone und damit nur geringe Materialveränderungen. Basis des Verfahrens ist das bereits in den 90er Jahren entwickelte und seitdem immer wieder verbesserte Laser-Durchstrahlschweißen im Quasi-Simultanverfahren. Auszurüsten sind die Anlagen mit einer Reihe von Modulen und Eigenschaften: Verschiedene Laserquellen, Zwei-Stationen-Drehtelleranlage mit Lichtvorhang und Starttaster, Reinraumtauglichkeit und weitere Features gehören dazu. Außerdem lässt sich die Maschine auch nachträglich zur Drehtellervariante mit zwei oder vier Stationen oder zur Durchlaufvariante umrüsten. Dank dieser Möglichkeit kann eine Anlage sowohl die Vorserienproduktion als auch die Serienproduktion abdecken, das reduziert die Investitionskosten. Darüber hinaus ist das Standardmodul automatisier- und erweiterbar in Richtung Handling und Prüfprozess. Eine hohe Flexibilität bezüglich Produktwechsel und Teileposition sind ein besonderes Merkmal.

Eine typische Anlage kann beispielsweise ähnlich einer zur K-Messe gezeigten Konfiguration mit einem 200 Watt SPI Diodenlaser mit Scanner auf höhenverstellbarem Portal und Luftdusche zum Linsenschutz ausgestattet sein. Das Arbeitsfeld beträgt 100 × 100 Millimeter, der Durchmesser des Laserspots 1,5 Millimeter. Ein Glasmessstab mit einer Toleranz von 0,001 Millimeter dient als Wegemesssystem. 500 Newton Spannkraft, eine Spannwinkelgröße von 200 × 200 Millimeter und das einfach zu bedienende Werkzeug-Schnellwechselsystem mit integrierter Werkzeugcodierung sollen effizientes Spannen und produktives Fertigen garantieren.

Diese Schweißmaschine entspricht mit Absaugung und Abluftfilter der Reinraum-ISO-Klasse 7/8. Das Schweißverfahren erübrigt natürlich auch emittierende Zusatzstoffe, wie sie beispielsweise beim Kleben erforderlich sind. Entsprechend der Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit der medizintechnischen Produkte bieten die Kunststoffschweißmaschinen umfassende Dokumentationsmöglichkeiten. Sie entsprechen den Anforderungen zur DQ (Daten-Qualifizierung), IQ (Installations-Qualifizierung), OQ (Funktions-Qualifizierung) und PQ (Produktions-Qualifizierung), wie sie Unternehmen der Medizin- und Pharmabranche fordern.

Das Serienprogramm ergänzen Sondermaschinen wie Hochleistungslinien, die projektspezifisch nach Kundenanforderung entwickelt und gebaut werden. Kunden erhalten Unterstützung und Rat zu Verfahrenstechnik und Bauteilgestaltung. In Versuchsreihen werden Prozesse qualifiziert und projektspezifische Versuchsvorrichtungen entwickelt sowie Schweißnaht-Tests durchgeführt. Ziel ist, die Muster- und Vorserienproduktion zu optimieren, damit die wirtschaftliche Serienfertigung auf pharmatauglichem Niveau zuverlässig läuft. Auch dem weltweiten Einsatz steht nichts im Wege: Fernwartung von Anlagen lassen beruhigt an jedem Standort produzieren.

Die richtige Wahl treffen

Infrarot, Laser, Heizelement, Gas, Wärme-Impuls, Hochfrequenz und Vibration mit Infrarot-Vorwärmung, kurz- oder mittelwellige Infrarot-Strahlung oder auch Gasbeheizung – die Lösungen sind so unterschiedlich wie die Anforderungen. Es gilt, mit Erfahrung zunächst aus neutraler Position die richtige Basistechnologie für eine Schweißaufgabe zu wählen. Sodann müssen in Abhängigkeit von Schweißaufgabe und -verfahren weitere Bearbeitungen wie Bohren, Auskreisen, Trennen und Montagetätigkeiten über entsprechende Module integriert werden. Statt an einzelnen Funktionen zu arbeiten muss der gesamte Prozess optimiert und sicher gestaltet werden. Die saubere Schweißnaht steht im Mittelpunkt, ist aber eben nur ein Faktor im Gesamtsystem. Teilehandling vom Zusammentragen der einzelnen Komponenten bis zum Testen und Dokumentieren der Fertigungsqualität sind im Blick zu behalten. Auch die Schulung der Maschinenbediener gehört zum Programm, genau wie ein effizienter und schneller Service, beispielsweise über Fernwartung der Schweißmaschinen.

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