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Heizelement-Schweißen
Ideal zum Verschweißen von großflächigen Kunststoffen
Zum Verschweißen von großflächigen Kunststoffteilen eignet sich das Heizelement-Schweißen. Die Schweißnähte können dabei verdeckt sein und zeichnen sich durch ihre Festigkeit aus.
Wegen seines Funktionsprinzips wird das Heizelement-Schweißen auch Wärmekontakt-Schweißen oder Spiegelschweißen genannt. Das Schweißen selbst findet in mehreren, zeitlich voneinander getrennten Stufen statt: ein fahrbarer Heizspiegel plastifiziert zunächst die Fügeflächen. Anschließend fährt der Heizspiegel aus dem Fügebereich und die erwärmten, angeschmolzenen Flächen werden aneinandergepresst.
Beim Heizelement-Schweißen können Werkstückschwankungen sehr gut kompensiert werden. Die Schweißverbindungen sind reproduzierbar und können verdeckt sein. Nach dem Erkalten ist die Nahtfestigkeit sehr hoch. Verschweißbar sind thermoplastische Kunststoffe, insbesondere Werkstücke mit großflächigen Verbindungen oder Doppelschalen. Das Verfahren bietet außerdem die Möglichkeit, Kombinationen aus harten und weichen Kunststoffen miteinander zu verschweißen.
SONOTRONIC entwickelt und fertigt Heizelement-Maschinen z.B. zum Verschweißen von Druckbehältern, Druckausgleichsbehältern, Rohrhalbschalen (Haushaltstechnik sowie Elektronik und Elektrotechnik) oder Handschuhfächern (Automobilindustrie).
Was ist HE-Schweißen?
Maschinen zum Heizelementschweißen dienen zum Verschweißen thermoplastischer Kunststoffteile. Kennzeichnend ist beim Heizelementschweißen die Erwärmung der Fügefläche durch ein nach CAD Daten angepasstes, beheiztes Heizelement mittels Kontakt oder Strahlungswärme. Gemäß DIN 1910 Teil 3 gehört das Heizelementschweißen zur Kategorie Schweißen durch festen Körper der Verfahrensgruppe Pressverbindungsschweißen (von Kunststoffen).
Unterschieden werden drei Verfahrensvarianten: Das Kontakt-Heizelementschweißen bei Temperaturen zwischen 180 °C und 350 °C ist am weitesten verbreitet. Kürzere Taktzeiten erreicht man beim ebenfalls direkten Hochtemperatur-Schweißen mit Temperaturen bis 400 °C. Beim indirekten Strahlungs-Heizelementschweißen werden Temperaturen um 600 °C benötigt. Als Maschinen zum Heizelementschweißen werden sowohl Standardmaschinen als auch kundenspezifische Sondermaschinen angeboten. Zu unterscheiden sind die vertikale Maschinen-Bauart mit vertikalem Heizelement und horizontalen Zustellachsen für die Werkstücke sowie die horizontale Maschinen-Bauart mit horizontal ausgerichtetem Heizelement und vertikaler Werkstück-Zustellung.
Wie funktioniert HE-Schweißen?
Beim Heizelementschweißen werden die Fügeflächen der zu schweißenden Formteile mithilfe eines beheizten Heizelements (Spiegel) durch Kontakt oder Strahlungswärme erwärmt und anschließend „unter Druck“ gefügt. In der Praxis wird überwiegend die Kontakt-Heizelementschweißtechnik eingesetzt. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein Mehrstufenverfahren, da die Erwärmung und das Fügen der Formteile zeitlich getrennt voneinander ablaufen. Nachdem die Fügeteile in einem Aufnahmewerkzeug fixiert wurden, werden sie gegen ein elektrisch beheiztes Heizelement gefahren. Mit dem Kontakt der Fügeflächen am Heizelement beginnt der Schweißprozess, der sich in die Prozessphasen Erwärmen, Umstellen und Fügen unterteilt.
Wann wird HE-Schweißen eingesetzt?
Das Heizelementschweißen wird zur Herstellung stoffschlüssiger Verbindungen zwischen thermoplastischen Kunststoffteilen eingesetzt. Das Verfahren ist für die Serienfertigung auch von komplexen dreidimensionalen Fügeflächen geeignet. Vorteilhaft sind insbesondere die Qualität der Verbindung hinsichtlich Reproduzierbarkeit und hoher Festigkeit. Nachteilig ist die im Vergleich zum Ultraschallschweißen und zum Reibschweißen längere Taktzeit (ca. 50 s). Einsatz finden Maschinen zum Heizelementschweißen in vielen Anwenderbranchen und zur Herstellung unterschiedlichster Erzeugnisgruppen mit thermoplastischen Formteilen und Halbzeugen.
Vorteile
- Sehr gute Kompensation von Werkstückschwankungen
- Reproduzierbare Schweißergebnisse
- Verschweißen von harten und weichen Kunststoffen möglich
Applikationen
- Kühlflüssigkeitsbehälter
- Handschuhkastendeckel (HSK)
- Reinluftrohr
- Mittelkonsole Luftkanal
- Sonnenblende
- Leiterplatten
