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14.09.2017

Stumpf ist Trumpf

Kunststofffügetechnik im Wandel

Kennen Sie schon laserbasiertes Infrarotschweißen? Relativ neue Entwicklungen der Kunststofffügetechnik wie dieses Verfahren sind neben Neuheiten des Laser-, Ultraschall- und Vibrationsschweißens von Kunststoffen in den Messehallen zu finden.

Das Heizelementstumpfschweißen ist und bleibt ein gefragtes Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden von Kunststofffügeteilen. Dennoch fordert die hohe Produktdynamik Schweißmaschinenhersteller und Anbieter von Verbindungselementen ständig heraus, bestehende Verfahren zu überarbeiten, zu verbessern und neuartige Technologien sowie Verbindungslösungen in den Markt zu bringen.

  • Das laserbasierte Infrarotschweißverfahren kombiniert die Vorteile eines robusten Maschinenbaus aus dem Zweistufen-Infrarotschweißen mit der Technik des Quasi-Simultan-Laserschweißens (Bild). Neben optischen Vorteilen bietet sich dadurch eine größere Designfreiheit bei der Gestaltung der Fügepartner. So vereinfacht das laserbasierte Infrarotschweißsystem der bielomatik Leuze GmbH + Co. KG, Neuffen, laut Hersteller Anpassungen bei Bauteiländerungen sowie den Ausgleich von Teiletoleranzen stark. Weiterhin zeichne sich die Technologie insbesondere durch Partikelfreiheit sowie hohe Schweißnahtfestigkeiten aus (© bielomatik)

    Das laserbasierte Infrarotschweißverfahren kombiniert die Vorteile eines robusten Maschinenbaus aus dem Zweistufen-Infrarotschweißen mit der Technik des Quasi-Simultan-Laserschweißens (Bild). Neben optischen Vorteilen bietet sich dadurch eine größere Designfreiheit bei der Gestaltung der Fügepartner. So vereinfacht das laserbasierte Infrarotschweißsystem der bielomatik Leuze GmbH + Co. KG, Neuffen, laut Hersteller Anpassungen bei Bauteiländerungen sowie den Ausgleich von Teiletoleranzen stark. Weiterhin zeichne sich die Technologie insbesondere durch Partikelfreiheit sowie hohe Schweißnahtfestigkeiten aus (© bielomatik)

  • Serienmäßige Profibus- und Ethernet- IP-Schnittstellen an den Ultraschall-Generatoren vereinfachen die Anbindung an die Automatisierungslinien. Branson Ultraschall, Dietzenbach, eine Niederlassung der Emerson Technologies GmbH & Co. OHG, zeigt in diesem Zusammenhang seine Vision zum Thema „Industrie 4.0“ mit der DCX-Ultraschallgeneratoren-Wand. Eine weitere Neuheit ist beim Vibrationsschweißen zu finden. Im Vergleich zur GVX-3H hat die neue GVX-2H (Bild) eine kompaktere Bauform. Sie lässt sich aufgrund ihrer modularen Bauweise einfach um die Clean Vibration Technology (CVT) erweitern. Die Fügeflächen werden mithilfe von mittelwelligen Infrarotstrahlern vorerwärmt. Im Vibrationsschweißwerkzeug integrierte Strahler ermöglichen ein partikelfreies Schweißen und steigern die Schweißnahtfestigkeit (© Branson)

    Serienmäßige Profibus- und Ethernet- IP-Schnittstellen an den Ultraschall-Generatoren vereinfachen die Anbindung an die Automatisierungslinien. Branson Ultraschall, Dietzenbach, eine Niederlassung der Emerson Technologies GmbH & Co. OHG, zeigt in diesem Zusammenhang seine Vision zum Thema „Industrie 4.0“ mit der DCX-Ultraschallgeneratoren-Wand. Eine weitere Neuheit ist beim Vibrationsschweißen zu finden. Im Vergleich zur GVX-3H hat die neue GVX-2H (Bild) eine kompaktere Bauform. Sie lässt sich aufgrund ihrer modularen Bauweise einfach um die Clean Vibration Technology (CVT) erweitern. Die Fügeflächen werden mithilfe von mittelwelligen Infrarotstrahlern vorerwärmt. Im Vibrationsschweißwerkzeug integrierte Strahler ermöglichen ein partikelfreies Schweißen und steigern die Schweißnahtfestigkeit (© Branson)

  • Eine Neuheit der Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG, Karlsbad, ist die modulare Automatisierungszelle (Bild). Am Beispiel der Inline-Produktion von Spielzeug-Kreiseln werden der Spritzgießprozess und das Ultraschallschweißen über die automatisierten Abläufe von Transport, Lagerung, erneutes Sortieren und Bereitstellen der Bauteilkomponenten gekoppelt. In Zusammenarbeit mit der Arburg GmbH + Co KG und der Robomotion GmbH wurde somit eine wirtschaftliche Roboterlösung geschaffen, die eine flexible Bauteilherstellung ermöglicht und Produktionszeiten verkürzt (© Herrmann)

    Eine Neuheit der Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG, Karlsbad, ist die modulare Automatisierungszelle (Bild). Am Beispiel der Inline-Produktion von Spielzeug-Kreiseln werden der Spritzgießprozess und das Ultraschallschweißen über die automatisierten Abläufe von Transport, Lagerung, erneutes Sortieren und Bereitstellen der Bauteilkomponenten gekoppelt. In Zusammenarbeit mit der Arburg GmbH + Co KG und der Robomotion GmbH wurde somit eine wirtschaftliche Roboterlösung geschaffen, die eine flexible Bauteilherstellung ermöglicht und Produktionszeiten verkürzt. Einen ausführlicheren Bericht lesen Sie hier: Die modulare Automatisierungszelle (© Herrmann)

  • Mit der Schraube Delta PT umfasst das Produktportfolio der Ejot GmbH & Co. KG, Bad Berleburg, ein Verbindungselement zur Direktverschraubung von Kunststoffen. Die „klassische“ Variante aus Stahl ermöglicht aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften eine Reduzierung der Abmessungen oder eine Verringerung der Verschraubungsstellen. Einen weiteren Beitrag zur Gewichtsreduzierung von bis zu 60 % leistet nach Angaben des Unternehmens die aus Aluminium gefertigte Alternative. Die Schraube Delta PT P (Bild), die aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird, ist bei einer vergleichbaren verbindungstechnischen Sicherheit bis zu 85 % leichter als die Stahlvariante (© Ejot)

    Mit der Schraube Delta PT umfasst das Produktportfolio der Ejot GmbH & Co. KG, Bad Berleburg, ein Verbindungselement zur Direktverschraubung von Kunststoffen. Die „klassische“ Variante aus Stahl ermöglicht aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften eine Reduzierung der Abmessungen oder eine Verringerung der Verschraubungsstellen. Einen weiteren Beitrag zur Gewichtsreduzierung von bis zu 60 % leistet nach Angaben des Unternehmens die aus Aluminium gefertigte Alternative. Die Schraube Delta PT P (Bild), die aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird, ist bei einer vergleichbaren verbindungstechnischen Sicherheit bis zu 85 % leichter als die Stahlvariante (© Ejot)

  • Für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) stellt die Schraube Flowpoint Delta PT eine Verbindungslösung (Bild) dar. Das Design der funktionalen Schraubenspitze ermöglicht das fließlochformende Verschrauben. Dadurch entfällt der Schritt der Vorlochherstellung, was einen deutlich reduzierten Montageaufwand bedeutet, weil Fertigungstoleranzen von Durchgangs- und Einschraublöchern keine Rolle mehr spielen. Erhältlich sind Varianten aus Edelstahl, Stahl, Aluminium und Titan (© Ejot)

    Für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) stellt die Schraube Flowpoint Delta PT eine Verbindungslösung (Bild) dar. Das Design der funktionalen Schraubenspitze ermöglicht das fließlochformende Verschrauben. Dadurch entfällt der Schritt der Vorlochherstellung, was einen deutlich reduzierten Montageaufwand bedeutet, weil Fertigungstoleranzen von Durchgangs- und Einschraublöchern keine Rolle mehr spielen. Erhältlich sind Varianten aus Edelstahl, Stahl, Aluminium und Titan (© Ejot)

  • Die Sonotronic Nagel GmbH aus Karlsbad sieht sich beim Fügen von Kunststoffen mittels Ultraschall im Automotive-Bereich als Weltmarktführer und passt alle Sondermaschinen an Kundenwünsche an. So wurde z.B. in einem Fall (Bild) ein zusätzlicher Turm konstruiert, in dem die Wechselaufnahmen für die verschiedenen Varianten der Instrumententafel aufbewahrt werden können. Auf der Fakuma präsentiert der Hersteller nicht nur sein aktuelles Programm an Ultraschall-Komponenten und -Maschinen, sondern lädt auch zu Testschweißungen ein (© Sonotronic)

    Die Sonotronic Nagel GmbH aus Karlsbad sieht sich beim Fügen von Kunststoffen mittels Ultraschall im Automotive-Bereich als Weltmarktführer und passt alle Sondermaschinen an Kundenwünsche an. So wurde z.B. in einem Fall (Bild) ein zusätzlicher Turm konstruiert, in dem die Wechselaufnahmen für die verschiedenen Varianten der Instrumententafel aufbewahrt werden können. Auf der Fakuma präsentiert der Hersteller nicht nur sein aktuelles Programm an Ultraschall-Komponenten und -Maschinen, sondern lädt auch zu Testschweißungen ein (© Sonotronic)

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Die Fakuma 2017 bietet den Fachbesuchern so z. B. die Möglichkeit, das laserbasierte Infrarotschweißen kennenzulernen und im laufenden Betrieb zu erleben, eine der jüngsten und noch wenig bekannte Entwicklung im Bereich der Kunststofffügetechnik.Auch Neuheiten des Laser-, Ultraschall- und Vibrationsschweißens von Kunststoffen sind in den Messehallen zu sehen. Neben der digitalen Unterstützung der Prozesse und der Maschinenfunktionalität können sich Fachbesucher zudem über Verbindungslösungen im Leichtbau informieren.

Neben der digitalen Unterstützung der Prozesse und der Maschinenfunktionalität können sich Fachbesucher zudem über Verbindungslösungen im Leichtbau informieren.

Die Aussteller im Überblick

  • Bild 1: bielomatik Leuze – Laserbasiertes Infrarotschweißen (Halle 4, Stand 4111)
  • Bild 2: Branson Ultraschall – Ultraschall-, Vibrations- und Laserschweißen (Halle A4, Stand 4230)
  • Bild 3: Herrmann Ultraschall – Vielfältige Einsatzmöglichkeiten (Halle A4, Stand 4108)
  • Bild 4/5: Ejot – Verbindungslösungen für Leichtbauwerkstoffe (Halle B3, Stand 3114)
  • Bild 6: Sonotronic– Individuelles Consulting (Halle A4, Stand 4104)

Fazit

Auf der Fakuma lassen sich dieses Jahr nicht nur junge Technologien wie das laserbasierte Infrarotschweißen erleben, sondern Fachbesucher sehen auch Neuheiten beim Laser-, Ultraschall- und Vibrationsschweißen von Kunststoffen. Weiterhin bietet die Fachmesse eine hervorragende Gelegenheit, fügetechnische Fragestellungen aller Technologien mit den Experten der Aussteller zu diskutieren.

Der Autor Martin Facklam, M.Sc., arbeitet auf dem Forschungsgebiet der Fügetechnik.

Siehe auch unseren Beitrag in der Kunststoffe 9/2017: Stumpf ist Trumpf: Kunststofffügetechnik im Wandel

Weiterführende Information
  • Fakuma 2017

    Hightech im Dreiländereck

    Im Oktober 2017 findet wieder die Fakuma-Messe für Kunststoffverarbeitung in Friedrichshafen statt. Hier gibt es Daten und Fakten zur Messe sowie umfangreiche multimediale Berichte.   mehr

  • Erschienen in Kunststoffe 09/2017

    Die modulare Automatisierungszelle

    Vielfältige Einsatzmöglichkeiten für das Ultraschallschweißen

    Die wirtschaftliche und flexible Bauteilherstellung bei großer Produktvielfalt, kleinen Losgrößen und kurzen Lebenszyklen ist eine Herausforderung für die Fügetechnik, vor allem wenn mehrere Prozessschritte ineinandergreifen. Eine Fakuma-Neuheit koppelt Spritzgießprozess und Ultraschallschweißen über automatisierte Abläufe .   mehr

    ARBURG GmbH + Co KG
    Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co.KG

  • Stumpf ist Trumpf
    Kunststoffe 09/2017, Seite 76 - 78

    Stumpf ist Trumpf

    Kunststofffügetechnik im Wandel

    Kennen Sie schon laserbasiertes Infrarotschweißen? Relativ neue Entwicklungen der Kunststofffügetechnik wie dieses Verfahren sind neben...   mehr

Unternehmensinformation

bielomatik Leuze GmbH + Co. KG

Daimlerstr. 6-10
DE 72639 Neuffen
Tel.: 07025 120
Fax: 07025 12213

Internet:www.bielomatik.com
E-Mail: info-plasticwelding <AT> bielomatik.de




BRANSON ULTRASCHALL Niederlassung der EMERSON TECHNOLOGIES GmbH & Co. OHG

Waldstr. 53-55
DE 63128 Dietzenbach
Tel.: 06074 497-0
Fax: 06074 497-199

EJOT GmbH & Co. KG

Im Herrengarten 1
DE 57319 Bad Berleburg
Tel.: 02751 529-0
Fax: 02751 529-559

Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co.KG

Descostr. 3-9
DE 76307 Karlsbad
Tel.: 07248 79-988
Fax: 07248 79-39

Sonotronic Nagel GmbH

Becker-Göring-Str. 17
DE 76307 Karlsbad
Tel.: 07248 91660-0
Fax: 07248 9166-44

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