Projekt Heißgasschweißen 2 Forschungsprojekt

Steigerung der Festigkeit für einen ressourceneffizienten Heißgasschweißprozess durch eine neuartige Heißgas-Düse und durch eine neuartige Fügebewegung

Im einem vorangegangenen Forschungsvorhaben zwischen der GMB Kunststoffteile GmbH und dem Bereich Kunststofftechnik (LKT) – Fakultät Maschinen und Systeme der Hochschule Esslingen (Förderkennzeichen: ZF4166303FH8) wurde eine neuartige Aufsatz-Düse zum Heißgasschweißen von Kunststoffen entwickelt [DE 20 2021 101 884 U1 – Gebrauchsmusterschrift: Vorrichtung zum Schweißen von Kunststoffteilen]. Ein Vorteil des berührungslosen Schweißverfahren (Heißgasschweißen) ist unter anderem, dass keine Partikel entstehen, welche im späteren Betrieb der Bauteile zu Systembeschädigungen führen. Durch diese neuartige Aufsatz-Düse ergeben sich einige Vorteile gegenüber derzeit eingesetzten Rund-Düsen. Es kann z.B. die Fügezone deutlich schneller und gleichmäßiger erwärmen werden.

In dem neuen Forschungsvorhaben soll das Aufsatz-Düse-System weiterentwickelt werden, damit es möglich ist dreidimensional verlaufende Schweißnähte gleichmäßiger zu erwärmen. Dabei soll der Einfluss der neuartigen Aufsatz-Düse auf die Schweißverbindung erforscht werden, als auch die gezielte, gleichmäßige Erwärmung des Kunststoffbauteils im Bereich der Fügezone. Ein weiterer Punkt in dem Forschungsprojekt ist die Fügebewegung des weiterzuentwickeln. Um die Wirtschaftlichkeit des Heißgasschweißens signifikant zu verbessern und neue Anwendungsfelder zu erschließen, ist das Ziel die Festigkeit der gefügten Bauteile an der Schweißnaht zu erhöhen. Hierbei soll durch einen roboterbasierten Ansatz eine Fügebewegung während des Schweißvorgangs in den Prozess integriert werden, um die Schweißnahtfestigkeit zu verbessern. Zudem soll durch die Weiterentwicklung der Aufsatz-Düse es ermöglicht werden, festigkeitshemmende Geometrien wie Kanten oder Radien deutlich besser verschweißen zu können und durch gezielte Gasführung sollen auch dreidimensionale Nahtverläufe schweißbar werden. Dadurch kann die Nahtfestigkeit weiter verbessert werden kann. Durch eine höhere Schweißnahtfestigkeit kann das Bauteil dünnwandiger ausgeführt werden. Insgesamt stehen bei der Bauteilkonzeption durch einen geringeren Festigkeitsabfall in der Fügestelle deutlich mehr Möglichkeiten zur Verfügung. Daher ist der Bedarf für ein neues Heißgas-Düsenkonzept und einer neuartigen Fügebewegung hoch.

Laufzeit: September 2021 – August 2023
Projektpartner: GMB Kunststoffteile GmbH, robomotion GmbH, TU Chemnitz - Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung
Förderzeichen: KK5052604WO0
Projektträger: AiF Projekt GmbH, ZIM-Kooperationsprojekte
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Matthias Deckert, Johannes Schmid, M.Sc.

 

Auswahl an Veröffentlichungen im Rahmen des Projekts:

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