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Rotationsschweißen von Kunststoffen

1960
In der Polymertechnologie wird eine Schleuderschweißmaschine zum Verbinden von Thermoplasten eingesetzt.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Das Schleuderschweißen ist ein Reibschweißverfahren zum Verbinden von thermoplastisches Teile mit kreisförmigen Gelenkflächen. Ein Teil wird fixiert, während sich das andere mit hoher Geschwindigkeit dreht. Anschließend werden die Teile zusammengeführt. DruckDie dabei entstehende Reibung erzeugt genügend Wärme, um die Grenzfläche anzuschmelzen. Die Rotation wird gestoppt und der Druck beibehalten oder erhöht, bis die Schweißnaht erstarrt. Ein Kunststoffidentifizierungstest bestätigt vor dem Schleuderprozess, dass beide Teile aus demselben thermoplastischen Kunststoff bestehen, da Materialmischungen selten gut verschmelzen.

Rotationsschweißen ist ein einfaches, schnelles und zuverlässiges Verfahren. Die wichtigsten Parameter sind Drehzahl, Axialdruck (sowohl beim Erhitzen als auch beim Schmieden) und Schweißzeit. Der Prozess lässt sich in vier Phasen unterteilen: Ausrichten, Pressen und Drehen, Schweißen und Abkühlen/Schmieden. Die Wärme ist stark auf die Verbindungsfläche konzentriert, wodurch die Verformung der Teile minimiert wird. Die Verbindungskonstruktion ist entscheidend; sie umfasst häufig Merkmale wie Scherverbindungen oder Nut- und Federverbindungen, um die Teile auszurichten und das geschmolzene Material einzuschließen, was zu einer starken, hermetischen Abdichtung beiträgt.

Diese Methode eignet sich für die meisten Thermoplaste, sowohl amorph als auch teilkristallin. Die größte Einschränkung ist die Geometrie der Teile: Mindestens eines der Teile muss kreisförmig sein oder eine kreisförmige Drehachse an der Verbindungsstelle aufweisen. Bei diesem Verfahren entstehen außerdem Graten (ausgestoßenes geschmolzenes Material), die je nach den ästhetischen oder funktionalen Anforderungen der Anwendung möglicherweise entfernt werden müssen. Aufgrund seiner Schnelligkeit und Einfachheit eignet sich dieses Verfahren gut für die automatisierte Massenproduktion.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Polymer-Technologie

Typ

Physikalischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Grundprinzipien der Reibung und Wärmeerzeugung
  • Erfindung des Elektromotor und Drehmaschinen
  • Entwicklung des Reibschweißens für Metalle
  • Verfügbarkeit von Thermoplasten mit geeigneten Schmelzeigenschaften

Anwendungen

  • Verbinden von Rohren und Formstücken
  • Versiegeln von Behältern und Schwimmkörpern
  • Herstellung von Automobilkomponenten wie Resonatoren und Reservoirs
  • Montage von Ventilen und Filtern
  • Herstellung von Aerosolflaschen

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Hybrid-Spin-Vibrationsschweißen für unrunde Teile
  • inertial spin welding where a flywheel’s stored energy is used for heating
  • closed-loop control systems that stop rotation based on weld depth rather than time
  • automatisierte Rotationsschweißzellen für Großserienproduktionslinien
  • Rotationsschweißen unterschiedlicher Thermoplaste unter Verwendung von Kompatibilisatoren an der Schnittstelle
  • miniature spin welding for medizinische Implantate and devices
  • Integration einer induktiven Vorwärmung zur Verkürzung der Zykluszeiten
  • Rotationsschweißen von Verbundwerkstoffen mit thermoplastischen Matrizen
  • Einsatz von Rotationsschweißen zum Einkapseln von Elektronik in schützenden Kunststoffgehäusen
  • Entwicklung strukturierter Verbindungsoberflächen zur Verbesserung der Reibungswärmeerzeugung
Verwandt mit: Spinnschweißen, Reibschweißen, Kunststoffverbindung, Thermoplast, Rundschweißen, Polymerschweißen, Rotationsschweißen, Rohrverbindung, hermetische Abdichtung, Hochgeschwindigkeitsverbindung.

Historischer Kontext

Rotationsschweißen von Kunststoffen

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1962-10-09

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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