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Kunststoffschweißen Kurze Schweißzeiten und hohe Festigkeiten

Quelle: BASF 1 min Lesedauer

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BASF hat ein Warmgasschweißverfahren für Kunststoffe patentieren lassen, mit dem sich thermoplastische Bauteile – insbesondere aus Ultramid Advanced (Polyphthalamid PPA) – schneller, energieeffizienter und materialschonender verschweißen lassen als mit herkömmlichen Warmgasschweißprozessen.

Versuche an PPA-Probekörpern haben gezeigt, dass sich mit dem patentierten Warmschweißverfahren bereits nach sehr kurzen Aufheizzeiten von rund zehn Sekunden belastbare Schweißverbindungen herstellen lassen.(Bild: BASF)
Versuche an PPA-Probekörpern haben gezeigt, dass sich mit dem patentierten Warmschweißverfahren bereits nach sehr kurzen Aufheizzeiten von rund zehn Sekunden belastbare Schweißverbindungen herstellen lassen.
(Bild: BASF)

Im Zentrum der patentierten Lösung steht eine spezielle Werkzeugauslegung: Das heiße Prozessgas wird nicht mehr punktuell aus einzelnen Düsen auf die Schweißstege geblasen, sondern gezielt über kanalartige Strukturen entlang der Schweißstege geführt. Dadurch wird das Gas gleichmäßig verteilt und Wärmeverluste werden minimiert. Die Schweißstege werden homogener plastifiziert, ohne dass hohe Gastemperaturen oder sehr geringe Düsenabstände erforderlich sind.

In nur zehn Sekunden belastbare Schweißverbindungen herstellen

„Versuche an PPA-Probekörpern haben gezeigt, dass sich mit dem patentierten Verfahren bereits nach sehr kurzen Aufheizzeiten von rund zehn Sekunden belastbare Schweißverbindungen herstellen lassen“, sagt Stefan Mochev, Teamleiter Materials & Parts Testing. „Im Vergleich dazu ist mit konventionellen Warmgasschweißtechnologien bei diesen kurzen Zeiten häufig überhaupt keine Verbindung möglich. Gleichzeitig werden hohe Schweißnahtfestigkeiten erreicht, was die Technologie besonders für funktionsintegrierte Bauteile mit hohen mechanischen Anforderungen attraktiv macht.“

Ein weiterer Vorteil ist die größere realisierbare Schmelzschichtdicke innerhalb kurzer Zeit. Diese bietet zusätzlichen Spielraum, um Bauteilverzug zu kompensieren – ein wichtiger Aspekt bei großformatigen oder komplexen Bauteilen.

Mehr Effizienz und Prozesssicherheit

Das patentierte Warmgasschweißverfahren ermöglicht niedrigere Prozesstemperaturen und reduziert dadurch den Verbrauch von Energie und Inertgas. Zudem kann der Abstand zwischen Gasdüsen und Schweißstegen größer ausgelegt werden, wodurch das Risiko des Verstopfens einzelner Düsen durch aufgeschmolzenes Material praktisch entfällt. Das erhöht die Prozesssicherheit und senkt den Wartungsaufwand.

Beitrag zu nachhaltigen Mobilitätslösungen

Polyphthalamide sind aufgrund ihrer hohen thermischen, chemischen und hydrolytischen Beständigkeit zentrale Werkstoffe für Anwendungen in der Elektromobilität und in Brennstoffzellensystemen. Mit dem patentierten Warmgasschweißverfahren erweitert BASF die Verarbeitungsmöglichkeiten dieser Werkstoffklasse und unterstützt Kunden dabei, Bauteile effizienter zu fügen und die Funktionsintegration weiter zu erhöhen.

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