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Verbinden von Kunststoffen mittels VUV-Strahlung

Wer Kunststoffbauteile verbinden möchte, denkt normalerweise zuerst an Kleben, mechanische Verbindungselemente oder an Schweißprozesse. Sobald es jedoch um Anwendungen geht, die hohe Anforderungen an die optischen Eigenschaften stellen, stoßen etablierte Fügeverfahren häufig an Grenzen. Denn Klebstoffe, Schrauben oder Schweißwulste sind in der Regel nicht eben förderlich, wenn höchste Transparenz bzw. ein definierter Brechungsindex gefragt sind.

Das SKZ geht deshalb im Rahmen eines Forschungsprojekts einen anderen Weg: Mithilfe sogenannter vakuumultravioletter Strahlung (VUV) soll es künftig möglich sein, gleich- und verschiedenartige polymere Materialien miteinander zu verbinden – ohne Klebstoff oder thermisch induzierte Gefügeänderungen. Interessante Anwendungsmöglichkeiten entstehen beispielsweise dann, wenn optische Komponenten wie Linsensysteme oder Achromate klebstofffrei fixiert werden müssen.

Der Fokus der anstehenden Entwicklungen liegt zunächst auf der gezielten Reinigung, Aktivierung und chemischen Modifikation der Kunststoffoberflächen. Anschließend soll der Fügeprozess hierfür entwickelt werden. Dabei werden z. B. der Abstand zwischen den VUV-Strahlern und den Fügeteilen, die Temperaturführung sowie der Fügedruckaufbau und die Haltekraft untersucht. Letztendlich soll aufgezeigt werden, dass es möglich ist, gleich- und verschiedenartige Materialien mittels VUV-Strahlung industrie- und seriennah zu fügen.

Das Forschungsprojekt mit dem Förderkennzeichen 20525 N wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) über das Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt ist zum 01.12.2019 gestartet und läuft für zwei Jahre. Interessenten sind herzlich eingeladen, dem projektbegleitenden Ausschuss kostenfrei beizutreten und den Projektverlauf mitzugestalten.

Abbildung: Mittels VUV-Strahlung sollen optisch hochwertige Kunststoffverbindungen erzeugt werden.

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