Schweißen Metall mit organischem Material verpinnen

Fronius hat mit CMT Pin eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, dass Stahl eine innige formschlüssige Verbindung mit Kunststoff eingeht. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, Metall mit organischen und anderen Materialien zu fügen.

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Fronius International GmbH

Lichtbogenschweißen setzt elektrisch leitende Metalle voraus - diese Binsenweisheit erhält eine überraschende Erweiterung: Lichtbogenschweißen kann die Voraussetzung für das Fügen von Metall mit organischen und anderen Materialien schaffen. Mit der Entwicklung des CMT Pins geht beispielsweise Stahl eine innige formschlüssige Verbindung mit Kunststoff ein. Und diese Verbindung lässt sich lösbar oder dauerhaft gestalten: wie mit einem Reißverschluss oder wie fest verschweißt.

Zehn Mal höhere Kräfte als reine Klebverbindungen

Die Funktion einer CMT Pin-Verbindung beruht darauf, dass die Metalloberflächen gezielt eine dreidimensionale, d.h. “bürstenähnliche” Oberfläche erhalten. Per Kleber mit einem Kunststoff fixiert, übertragen sie in Längsrichtung im Vergleich zur reinen Klebeverbindung zwischen glatten Flächen bis zu zehn mal höhere Kräfte. Ausgangsbasis für die neue Verbindungsmethode des Unternehmens sind beispielsweise 0,8 mm Durchmesser dünne und 3 mm kurze Metall-Pins. Zirka zehn solcher Pins pro Quadratzentimeter schweißt ein modifiziertes CMT-System auf die metallische Fügefläche. Je nach gewünschter Verbindungsart erhält man kugelförmige “Stecknadelköpfe”, spitze oder flache Abschlüsse. Kugelförmige Köpfe ergeben, eingedrückt in elastischen Kunststoff, einen kettenartigen Reißverschlusseffekt. Zusätzlich mit Klebstoff gesichert oder in formschlüssigem starr umschließenden Material verankern erfolgt eine dauerhaft feste Verbindung.

CFK-Metall-Verbindungen problemlos möglich

Blechummantelungen mit innenliegenden Pins, verstärkt mit Glas- oder Textilfasern, ausgegossen mit Beton oder ausgeschäumt mit Kunststoff, ergeben Fertigteile zum Bau von Brücken, Bauwerken oder mobilen Anlagen. Anschlüsse für CFK-Bauteile lassen sich bereits in der Fertigung von Metallkonstruktionen einarbeiten; statt verschraubter Einzelelemente entsteht dann ein festgefügter Monoblock. CFK-Metall-Verbindungen sind in der Flugzeugindustrie für höchstbeanspruchte Bauteile geeignet. Für keramische, metallische o.a. dicke Verschleißschichten erzeugen CMT-Pins das entscheidende Haftmedium. Aber auch trockene oder geleimte Holzverbindungen gehören zum Potenzial.

Länge des Drahtes ist entscheidend

Die CMT Pin-Technologie basiert auf dem CMT (Cold Metal Transfer)-Prozess. Ihn kennzeichnen die elektronisch-digitale hochpräzise Prozessregelung und der in sie einbezogene reversierende Drahtvorschub. Bei der CMT Pin-Technologie ist zusätzlich die exakt reproduzierbare Länge des Drahtes zwischen Metalloberfläche und elektrischer Kontaktfläche im Kontaktrohr des Lichtbogen-Schweißsystems entscheidend. Dies wird durch das Kontaktrohrsystem Contec von Fronius möglich. Eine schnelle Steuerung beispielsweise von Stromab- und -einschalten, Drahtrückzug, kombiniert mit dem Verknüpfen der Drahterwärmung zum Abschmelzen in der Drahtmitte und den Drahtrückzugskräften erzeugt im 2-Sekunden-Takt die fertigen Pins.

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