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Keramik Schweißschuhe aus Zirkonoxid

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Für die Verarbeitung von hochschmelzenden Kunststoffen mit handelsüblichen Schweißextrudern hat BCE Special Ceramics Schweißschuhe aus Zirkonoxid entwickelt.

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Universelle keramische Schweißschuhe für PFA-Kunststoffe.
Universelle keramische Schweißschuhe für PFA-Kunststoffe.
(Bild: BCE Special Ceramics)

Aufgrund der maximalen Anwendungstemperatur von 260 °C ist eine Verarbeitung von Hochtemperatur-Kunststoffen mit Schweißschuhen aus Teflon nicht möglich – lediglich die Verarbeitung von niedrigschmelzenden Kunststoffen (HD-PE, PP) kann damit erfolgen. Sichere, hochqualitative Nähte mit wenigen Absetzpunkten und Wiederanfangspunkten sind jedoch schwer zu generieren. Diese Problematiken lassen sich durch den Einsatz von Keramik lösen.

Als Kooperationspartner des Forschungsinstituts für Anorganische Werkstoffe-Glas/Keramik (FGK) wurde die Mannheimer BCE Special Ceramics (BCE) von den Unternehmen Herz Kunststoff- und Wärmetechnologie und Dohle Ex-trusionstechnik beauftragt, einen universellen keramischen Schweißschuh zu entwickeln und zu realisieren.

Hohe Anforderungen an die thermischen Werkstoffeigenschaften

Der Schweißschuh soll bei Schweißaufgaben von niedrigschmelzenden Kunststoffen zum Einsatz kommen und darüber hinaus die Verarbeitung von hochschmelzenden Perfluor-alkoxy-Copolymeren (PFA) ermöglichen.

Die beim Schweißen von PFA freiwerdenden korrosiven Atmosphären stellen einerseits hohe Anforderungen an die chemische Beständigkeit der eingesetzten Werkstoffe. Zum anderen spielen thermische Eigenschaften, in diesem Fall eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, die entscheidende Rolle für die Funktionalität des Bauteils. Die Schmelze darf beim Schweißvorgang im Extrusionskanal weder einfrieren noch darf die Mundstückoberfläche so heiß werden, dass die zu verschweißenden Bauteile im Kontaktbereich aufschmelzen und somit zu einer undefinierten Schweißnaht führen. Oder noch schlimmer: Es entstehen Sollbruchstellen. Zudem müssen die mechanischen Eigenschaften der Schweißschuhe den rauen Alltagsbedingungen der unterschiedlichen Anwendungsfelder entsprechen.

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