Partikelfreie, hochfeste Schweißnahtverbindungen

Pöppelmann K-Tech fertigt Kunststoffbauteile im Heiß-Gas-Schweißverfahren

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Bauteile in Fahrzeugen müssen heute eine Vielzahl von komplexen Bedingungen erfüllen. Neben konstruktiven Herausforderungen sind dies vor allem steigende Sauberkeitsanforderungen. Technische Kunststoffteile sind in der Automobilindustrie heute erste Wahl. Denn Kunststoff ist ein prozesssicheres und besonders leichtes Material. Wenn es dann um eine partikelfreie Verbindungstechnik verschiedener Kunststoffkomponenten sowie eine hohe Festigkeit geht, setzt Pöppelmann K-Tech das Heiß-Gas-Schweißen ein.

Sabrina Zerhusen, Marketingbeauftragte K-Tech, Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne

Die Entwicklung und Serienproduktion hochpräziser technischer Kunststofflösungen zählen zu den Kernkompetenzen von Pöppelmann K-Tech, einer Division der Pöppelmann-Gruppe aus dem niedersächsischen Lohne. Hersteller unterschiedlicher Branchen setzen auf den Kunststoffspezialisten, wenn es um innovative, gewichtsreduzierte Lösungen geht, die sich gleichzeitig in der Serienproduktion durch besondere Wirtschaftlichkeit auszeichnen. Viele Systeme sind darüber hinaus aufgrund ihrer komplexen, technischen Anforderungen sehr empfindlich in Bezug auf Verschmutzungen. Insbesondere in der Automobilindustrie sind Systeme wie Motorraum, Bremsen oder Getriebe anfällig. Bereits kleinste Partikel können zu einem Ausfall führen. Das Einhalten der steigenden Sauberkeitsanforderungen wird daher ein immer größeres Thema – auch bei der Produktion von technischen Kunststoffteilen oder beim Verbinden einzelner Komponenten.

Partikelfreies Verfahren: Heiß-Gas-Schweißen

Wenn es um eine partikelfreie Verbindungstechnik verschiedener Komponenten sowie eine hohe Festigkeit geht, setzt Pöppelmann K-Tech u. a. das Heiß-Gas-Schweißen ein. Es eignet sich besonders für medienführende, komplexe Bauteile für die Automobilindustrie, z. B. Ölführungsrohre, Kühlmittelleitungen, Rückschlagventile und mehr. Beim Heiß-Gas-Schweißen werden nur gezielte Bereiche des Bauteils mit heißem Stickstoff erhitzt und zusammengefügt. Durch den Einsatz des Schutzgases im Schweißnahtbereich wird eine Oxidation des Materials vermieden und eine thermische Schädigung des Kunststoffs ausgeschlossen.

Das Besondere am Heiß-Gas-Schweißen: Im Gegensatz zum mechanischen Schweißen ist das thermische Verfahren partikelfrei. Neben der Sauberkeit überzeugt es durch eine hohe Festigkeit der Schweißverbindung. Außerdem findet bei der berührungslosen thermischen Erwärmung der Fügezone keine mechanische Belastung der zu bearbeitenden Werkstücke statt. Heiß-Gas-Schweißen kann für eine Vielzahl von hochwertigen Thermoplasten eingesetzt werden. Stephan Placke, Key Account Manager, erklärt: „Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren ist es auch unabhängig von der Bauteilgröße und bietet mehr Gestaltungsfreiheit. Das Laserschweißen und das Ultraschallschweißen setzt man beispielsweise ausschließlich zur Bearbeitung kleinerer Artikel ein. Auch kann pro Laserquelle nur ein Artikel bearbeitet werden. Heiß-Gas-Schweißen hingegen ermöglicht die parallele Fertigung mehrerer Artikel durch Nestwerkzeuge mit mehreren Kavitäten. Damit zeichnet sich das Verfahren außerdem durch besondere Wirtschaftlichkeit aus.“

Pöppelmann K-Tech hat umfangreiche Praxiserfahrung im Umgang mit vielen unterschiedlichen modernen Werkstoffen und Werkzeuganforderungen und kann auf Erfahrung mit bis zu 300 Materialarten zurückgreifen. „Dank unserem umfangreichen Know-how und unserem guten Netzwerk sind wir hier immer am Puls der Zeit und erweitern unser Leistungsspektrum permanent um innovative, neue Werkstoffe. Denn wichtig ist, dass das Material zu 100 % zur Konstruktion passt, damit am Ende eine wirtschaftliche Lösung herauskommt“, unterstreicht Placke.

Beispiel: Verdrängungskörper für den Fahrzeugbau

Pöppelmann K-Tech setzt das Heiß-Gas-Schweißen u. a. für einen Kunden aus dem Bereich Automotive zur Herstellung von Verdrängungskörpern ein, die im Getriebe der Fahrzeuge eingesetzt werden. Der Hohlkörper aus Kunststoff hat ein Eigengewicht von nur etwa 200 g. Für das komplexe Kunststoffteil, das später im Serieneinsatz komplett mit heißem Öl umspielt wird, ist eine hochfeste Schweißnaht nach höchsten Sauberkeitsanforderungen zwingend notwendig. Außerdem muss es besonders hitzebeständig sein, um später im Einsatz Umgebungstemperaturen von +150 °C standzuhalten. Die Einzelteile des Produkts werden bei Pöppelmann K-Tech im Heiß-Gas-Schweißen zusammengefügt, danach erfolgt die Montage der Buchsen und einer Gummidichtung. Auf diese Weise entsteht ein hochfestes, sehr leichtes Bauteil, das sich durch besondere Dimensionsstabilität auszeichnet. Auch unter extremen Umgebungsbedingungen ist es beständig gegen Schrumpfung oder Dehnung. Die Passgenauigkeit ist wichtig, damit später keine Kollision mit den rotierenden Getriebeteilen zustande kommt.

Bei der Entwicklung des Verdrängungskörpers inklusive der Herstellung unter Einsatz von zuverlässiger Verbindungstechnik profitierte der Auftraggeber von dem kompletten Leistungsspektrum des Kunststoffspezialisten. Denn bei Pöppelmann K-Tech finden die Bauteilentwicklung und die Serienproduktion unter einem Dach statt. Das macht deutlich kürzere Entwicklungszeiten möglich. Hierfür hat das Unternehmen aus Lohne ein systematisches Verfahren entwickelt: den Pöppelmann-K-Tech-Check. Dabei wird jede Anfrage auf die Parameter Material, Konstruktion, Werkzeug und Prozess überprüft.

Beim Material-Check spielen z. B. erforderliche Festigkeit und notwendige Temperaturbeständigkeit eine wichtige Rolle. Die Frage nach der Konstruktion stellt frühzeitig die Weichen in der Funktionalität. Die Ermittlung des optimalen Werkzeugs schließt Produktions- und Zykluszeiten mit ein. Bei der Fertigung nimmt die Automatisierung eine zentrale Stellung ein, damit entschieden werden kann, mit welcher Technologie und unter welchen Vorgaben am besten produziert wird und was die Werkzeuge leisten müssen. Schließlich werden nachgeschaltete Prozesse, z. B. die Montage, sowie Sauberkeitsanforderungen und Qualitätsaspekte ebenfalls miteinbezogen.

Der K-Tech-Check erfolgt bei Pöppelmann Kunststofftechnik in enger Abstimmung mit dem Kunden und bietet eine wichtige Grundlage für die Entscheidung, welche Lösung sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht die beste ist. „Das Ergebnis nennen wir den ‚Pöppelmann-Effekt’ und verstehen darunter echte Mehrwerte, die wir unseren Kunden bieten: hochwertige, anspruchsvolle und innovative Lösungen, die – von der Entwicklung bis zur Serienproduktion – aus einer Hand stammen und dank unserer langjährigen Erfahrung innerhalb von nur kurzen Entwicklungszeiten realisiert werden“, meint Frank Schockemöhle, Entwicklungsleiter bei Pöppelmann K-Tech. bec

www.poeppelmann.com/k-tech

Detaillierte Informationen zum partikelfreien Heiß-Gas-Schweißverfahren:
hier.pro/FV9aj


„Im Gegensatz zum mechanischen Schweißen ist das Heiß-Gas-Schweißen partikelfrei.“

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