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Ermüdungsverhalten und Klimawechselfestigkeit von Vibrationsschweißnähten

Vibrationsschweißnähte an gefügten Kunststoffplatten au PVC, PMMA, PP, PE

Bei einem Forschungsvorhaben des SKZ Anfang März 2018 werden das Ermüdungsverhalten und die Klimawechselfestigkeit von Vibrationsschweißnähten untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei die Dauer-Festigkeiten der Schweißverbindungen.

Dynamische Belastung geschweißter Bauteile

Das Schweißen von Kunststoffteilen mittels Vibration ist ein sehr schnelles Fügeverfahren und wird vor allem in der Automotive- und Elektronik-Branche für die Serienproduktion eingesetzt. Häufig sind die geschweißten Bauteile in der Anwendung schwankenden mechanischen und klimatischen Belastungen ausgesetzt, wie z. B. Vibrationen oder Tag-Nacht-Wechsel. Diese dynamischen Belastungen können bereits bei wesentlich geringeren Spannungen und Verformungen bzw. Temperaturwechseln zum Versagen eines Bauteils führen als äquivalente statische Belastungen.

Im Rahmen eines Anfang März 2018 am SKZ gestarteten Forschungsvorhabens werden die Einflüsse solcher praxisrelevanten dynamischen, mechanischen und klimatischen Belastungen auf vibrationsgeschweißte Kunststoffbauteile untersucht. Insbesondere die Dauer-Festigkeiten der Schweißverbindungen stehen dabei im Fokus.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung von Abminderungsfaktoren, die quantitativ beschreiben, wie stark die Schweißverbindungen verschiedener Kunststoffe, abhängig von den Schweißparametern durch die unterschiedlichen Langzeitbeanspruchungen in Form von zyklischen mechanischen Belastungen und Klimawechseln, gegenüber ihrem ursprünglichen Zustand geschwächt werden. Die resultierenden Erkenntnisse werden dann genutzt, um kunststoffverarbeitenden Unternehmen Handlungsempfehlungen zur konstruktiven Auslegung vibrationsgeschweißter Kunststoffbauteile zu geben.

Interessierte Unternehmen sind herzlich eingeladen, im projektbe-gleitenden Ausschuss des Forschungsvorhabens kostenlos mitzuwirken und die Untersuchungen in dem Forschungsvorhaben mit-zugestalten sowie sich über die aktuellen Ergebnisse zu informieren.

Das Vorhaben 19845 N der Forschungsvereinigung „Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e. V.“ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.


Das Bild zeigt gefügte Kunststoffplatten aus Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) mit linearen Vibrationsschweißen. (Bild: SKZ)

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Ansprechpartner:

Dr. Christian Balzer
Fügen und Oberflächentechnik
Würzburg
+49 931 4104-425
c.balzer@skz.de
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