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27.01.2014

Handschweißextruder für Fluorkunststoffe

Prototyp des Handschweißextruders (Bild: HSK Kunststoff Schweißtechnik GmbH)

Um Bauteile und Halbzeuge aus Fluorkunststoffen zu verbinden, werden unter anderem manuelle oder teilautomatisierte Warmgasschweißverfahren eingesetzt. Die Erwärmung der Fügepartner erfolgt dabei über einen Luftstrom. Zusätzlich kommt ein Schweißdraht aus demselben oder aus einem kompatiblen Material zum Einsatz.

Das Extrusionsschweißen von Fluorkunststoffen stellt hohe Anforderungen an das Schweißgerät. Im Rahmen eines Verbundprojekts wurde nun ein Handschweißextruder speziell für thermoplastische Fluorkunststoffe entwickelt. Bei der Auslegung der Schneckengeometrie griffen die Entwickler auf Erfahrungen aus der Rohr- und Halbzeugproduktion von Fluorkunstoffen zurück. Mit dem im Rahmen des Projekts entwickelten Warmgasextrusionsschweißgerät ist es möglich, die Fluorkunststoffe PVDF und ECTFE auch bei großen Plattendicken sicher zu schweißen. Die Ergebnisse zeigen, dass optisch und qualitativ einwandfreie Schweißnähte mit Kurzzeit-Zugschweißfaktoren von 0,97 ± 0,02 herstellbar sind.

Beim Schweißen von PVDF lieferten Schweißschuhe aus PTFE die besten mechanischen und optischen Resultate. Für Schweißungen an Bauteilen aus ECTFE sind dagegen Aluminium-Schweißschuhe am besten geeignet. Die Auswertung der Zugversuche der PVDF-Schweißungen zeigte, dass die Schweißparameter die resultierende Festigkeit stark beeinflussen. So führen langsamere Schweißgeschwindigkeiten und höhere Temperaturen zu einer guten Schweißnahtqualität.

Der entwickelte Handschweißextruder hat ein Gewicht von ca. 8 kg und verfügt über eine Ausstoßleistung von bis zu 2 kg/h. Durch die optimierte Elektronik ist der Handschweißextruder kompakt und handlich. Daher erleichtert das Gerät das Schweißen unter beengten Verhältnissen. Die Schweißparameter können über eine Speicherkarte gespeichert und ausgewertet werden.

Fluorkunststoffe zeichnen sich durch ihre hohe chemische Beständigkeit gegenüber nahezu allen aggressiven Medien aus. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Temperaturbeständigkeit dieser Materialien. Das weltweite Marktvolumen für Fluorkunststoffe betrug 2011 insgesamt 265 000 t, davon entfielen knapp 58 % auf PTFE, 13,6 % auf PVDF und etwa 10% auf FEP. Die Nachfrage nach Fluorkunststoffen in Europa lag 2011 bei 55 000 t.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

Kunststoff-Zentrum SKZ
Friedrich-Bergius-Ring 22
DE 97076 Würzburg
Tel: +49 931 4104-142
Fax: +49 931 4104-273


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