Schweißtechnik in der in der Kunststoffindustrie

Infrarot-Schweißen – eine Frage der Technik

Die Infrarottechnik hat sich als prozesssichere und "saubere" Schweißtechnik in der in der Kunststoffindustrie etabliert. Zur Fakuma wird eine neue Maschine vorgestellt, die den Infrarot-Einsatz noch wirtschaftlicher und flexibler machen soll.

Beim Infrarot-Schweißen von Kunststoffen schmelzen die Fügeflächen durch Absorption nicht reflektierter Strahlungsenergie in der Polymermatrix und darin enthaltenen Füllstoffen der Strahlung breitbandiger Infrarotemitter. Die erforderliche Resonanzfrequenz ist abhängig vom molekularen Aufbau des jeweils bestrahlten Kunststoffs, es ergeben sich typische Wellenlängenbereiche mit hoher Transmission bzw. Absorption. Übliche Thermoplaste zeigen charakteristische „Absorptionsbanden“ um 3,4 μm; darüber hinaus gibt es individuelle Bereiche bei 2 bis 3 und 6 bis 8 μm. Die in den Branson-Emittern eingesetzte Metallfolie arbeitet laut Hersteller im mittel- bis langwelligen Emissionsspektrum von 2,0 bis 8,0 μm und deckt somit den Absorptionsbereich aller gängigen Thermoplate ab.

Modulare Anlagentechnologie für den flexiblen Einsatz

Im Gegensatz zum Laserdurchstrahlschweißen, das auf der Absorptionswirkung spezieller Pigmente beruht, erwärmen die zum Einsatz kommenden Infrarotstrahler ungefüllte, verstärkte oder auch eingefärbte Thermoplaste gleichermaßen. So wird die berührungslose Energieeinbringung in die Fügezone gewährleistet und ein ebenso effektiver wie effizienter Erwärm-, Schmelz- und Schweißprozess ermöglicht. Die üblichen Nachteile einer konventionellen Kontakterwärmung wie das Anhaften von Schmelze, die unkontrollierte Abstrahlung in die Umgebung, Rüst- und Reparaturzeiten wegen verschleißender Antihaftbeschichtungen, entfallen. Die in verschiedenen Ausführungen verfügbaren Metallfolienemitter seien im Gegensatz zu üblichen Halogenstrahlern flexibel und robust gegenüber mechanischen Belastungen. Sie werden in der Regel der Nahtkontur folgend in keramischen Trägern geführt und von der Schweißmaschine nach Heizkreisen getrennt versorgt und geregelt. Unter der Voraussetzung angepassten Designs sowie geringer Toleranzen der zu fügenden Formteilhälften ist, so der Anbieter, selbst bei dreidimensionalen Trennebenen eine gezielte Erwärmung und Plastifizierung der Fügezone in einem Abstand von nur wenigen Millimetern möglich. Zusätzlicher Aufwand für die Maskierung hitzeempfindlicher Einbauteile oder zur Kühlung des Werkzeugaufbaus entfällt

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Automatischer Werkzeugwechsel nach hinten

Auf der diesjährigen Fakuma in Friedrichshafen, will Branson Ultraschall die Variante IR-80/50Si aus dem neuen Infrarot-Maschinenportfolio vorstellen. Ein wichtiger Punkt: Dank durchgängiger Modulbauweise lasse sich die neue Generation der Infrarot-Maschinen vielseitige Produktionsanforderungen anpassen und in Fertigungslinien integrieren.

Mit der zweiten Generation Infrarot-Maschinen wird Branson wird die Forderung nach einem automatischen Werkzeugwechsel zur Rückseite der Anlage gerecht. Hohe Präzision und Positioniergenauigkeit auf der einen Seite, Geschwindigkeit und Dynamik auf der anderen Seite seien neben dem Design Kennzeichnen des neuen Infrarot-Maschinenportfolios

Ober- und Unterwerkzeug verfahren mit 500 Millimeter Hub und 500 mm/s. Der Infrarot-Spiegel bietet 600 Millimeter Hub und eine Geschwindigkeit von 1000 mm/s. Die Anlage kann Werkzeuge bis zu den Abmessungen 800 × 500 Millimeter aufnehmen.

Fakuma, Halle A4, Stand 4124

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