Montage

Große und dickwandige Gehäuse verschweißen

Schweißen mit Infrarotwärme zeigt gegenüber Verfahren wie Widerstands- und Reibschweißen einige Vorteile - wie das Beispiel zeigt.

Behälter für Schwimmbadfilter sind relativ groß, dickwandig und sie stehen unter Druck. Sie werden in zwei Hälften aus Polypropylen spritzgegossen und danach gefügt. Das Verschweißen dieser großen und dickwandigen Kunststoffteile ist für den Hersteller in Südostasien eine echte Herausforderung. Die Filtergehäuse werden später sichtbar aufgestellt, darum muss die Schweißnaht auch optisch einwandfrei sein. Dieser Verarbeiter verfügte bereits über eine Schweißanlage mit Widerstandsheizelementen in einem Aluminiumblock mit Teflonbeschichtung. Die Heizelemente wurden pneumatisch ein- und ausgeschwenkt. Das leicht fließende Polypropylen klebte jedoch immer wieder am Heizelement fest, so dass Qualität und Geschwindigkeit der Produktion den gestiegenen Anforderungen nicht mehr genügen konnten.

Aus diesem Grunde, aber auch mit dem Willen Energie zu sparen, suchte man nach effizienteren Lösungen. Heute sind Omega Infrarot-Strahler von Heraeus in dieser Anwendung im Einsatz. Dr. Uwe Egen von der IPCW (International Plastic Welding Consultant) in Kassel konzipierte und baute für diesen Anwender eine Anlage, die einen der größten je hergestellten Infrarot-Strahler dieses Typs enthält. Der Spezial-Strahler die Form des griechischen Buchstabens Omega weist 610 Millimeter Durchmesser auf und ist mit einem 180 Grad Goldreflektor ausgestattet, damit die Wärme dort ankommt, wo sie benötigt wird.

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Zwei der ringförmigen Strahler geben ihre Wärmestrahlung einseitig auf die Ränder der Halbschalen ab. Sie sitzen in einer Schwenkvorrichtung und werden nach dem Aufschmelzen des Kunststoffrandes herausgeschwenkt. Danach können die Hälften zusammengefügt werden.

Eine Steuerung, die in den vorhandenen Schaltschrank eingepasst wurde, hilft, ein Intensität-Zeitprofil einzuhalten. Zusammen mit dem richtigen Schweißdruck werde ein optimales Schweißergebnis erreicht. Die Infrarot-Anlage hat die Kontaktheizelemente ersetzt und sorge für kürzere Taktzeiten. Hauptvorteil der Infrarot-Wärmetechnologie sei jedoch, dass die Teile exakt zentriert werden können. Infrarot-Strahlung erwärmt kontaktfrei und so gibt es keine Kontaktflächen mehr, die verkleben und dann verrutschen können.

Anders als beim Vibrationsschweißen entsteht auch kein Abrieb, der sich auf dem Produkt oder der Anlage ablagert. Infrarot-Wärme verschweißt die Halbschalen zu einem dichten Behälter, während Ultraschall eher für punktuelles Schweißen geeignet ist. Laser verschweißen Kunststoffteile mit hoher Energie, benötigen jedoch einen erheblichen Fügedruck und zudem spezielle Sicherheitsvorkehrungen.

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