ISBN 978-3-8439-0892-4

978-3-8439-0892-4, Reihe Ingenieurwissenschaften

René Fuhrich
Infrarotschweißen von Kunststoffen mit thermischen Strahlungsemittern

147 Seiten, Dissertation Technische Universität Chemnitz (2013), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Thermische Strahler werden seit einigen Jahren zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffen in der Industrie eingesetzt. Der Grund sind eindeutige Verfahrensvorteile gegenüber bekannten Kunststoffschweißverfahren, die hauptsächlich aus der kontaktlosen Erwärmphase erwachsen. Die Prozessauslegung basiert meist auf aufwendigen Vorversuchsreihen, die einen hohen Kosten- und Zeitaufwand in der Projektierungsphase bedeuten. Eine wissenschaftlich fundierte Betrachtung des Infrarotschweißens zur Erhöhung des Prozessverständnisses steht aus. Die Problematik besteht in der komplexen Strahler-Werkstoff-Wechselwirkung. Im Rahmen des industriellen Einsatzes haben sich zwei Strahlersysteme durchgesetzt, die durch eine unterschiedliche Abstrahlcharakteristik gekennzeichnet sind. Auf der anderen Seite steht eine unzählige Zahl von Kunststoffen und Füllstoffen, die in Kombination zu einer Diversifikation des Absorptionsverhaltens für Infrarotstrahlung führen. Ziel dieser Arbeit ist die Bereitstellung einer geeigneten Prozessführungsstrategie für das Infrarotschweißen von gängigen Strahler-Werkstoff-Kombinationen. Am Beispiel eines kurz- und eines mittelwelligen Infrarotstrahlers sowie diversen Versuchswerkstoffen wird das Aufschmelz- und Schweißverhalten von Kunststoffen bei Strahlungserwärmung untersucht. Es gelingt, die ermittelten mechanischen Kennwerte in Beziehung mit den Prozessparametern, der Schweißnahtgeometrie und den Fügenahtstrukturen zu setzen.