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Wärmeströme beim Kunststoffschweißen

Im Rahmen eines im Juni 2019 am SKZ gestarteten Forschungsvorhabens wird in den kommenden zwei Jahren die Integration von Wärmestromsensoren in den Heizelementschweißprozess erprobt. Ziel der Untersuchungen ist es, die Informationen der Wärmestromsensoren für die Online-Prozessüberwachung nutzbar zu machen. Diese können dann potentiell zur Prozesssteuerung oder sogar zur Qualitätssicherung verwendet werden.

Neues Forschungsvorhaben zur Prozessüberwachung beim Heizelementschweißen

Das Heizelementschweißen ist eine universell einsetzbare, hoch automatisierbare und wirtschaftliche Technologie zum Fügen von Kunststoffen. Es wird vor allem für Formteile und Halbzeuge eingesetzt und erreicht typischerweise eine hohe Nahtqualität. Auf Grund seiner Zuverlässigkeit ist das Heizelementschweißen von zentraler Bedeutung für die Kunststoffindustrie. Die aktuell angewandte Prozesskontrolle beim Heizelementschweißen umfasst Druck- und Wegüberwachung in der Bewegungsführung sowie im Heizelement integrierte Temperaturfühler. Mit diesen Verfahren kann der Energieaustausch zwischen Kunststoffbauteil und Heizelement, der den Fügeprozess entscheidend beeinflusst, jedoch nicht direkt überwacht werden. „Entsprechend müssen derzeit für die Prozessauslegung aufwendige Vorversuche und Berechnungen angestellt werden. Dieser Prozess soll nun durch den Einsatz von Wärmestromsensoren vereinfacht werden“, erläutert SKZ-Wissenschaftler Dr. Christian Balzer.

Interessierte Unternehmen sind herzlich eingeladen, im projektbegleitenden Ausschuss des Forschungsvorhabens kostenlos mitzuwirken und die Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben mitzugestalten sowie sich über die aktuellen Ergebnisse zu informieren. Das Vorhaben mit dem Förderkennzeichen 20463 N 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 die Temperaturverteilung in einem Kunststoffbauteil mit Kontakt zum Heizelement (links) sowie den qualitativen Wärmestromverlauf während des Heizelementschweißprozesses. Der grün markierte Bereich beschreibt den Wärmeeintrag in das zu fügende Bauteil. (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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