Kunststoff / Produktentwicklung / Produktion

Die Engel Austria GmbH, A-Schwertberg hat gemeinsam mit den Partnern Hummel-Formen und KVT Bielefeld das Heiß-Gas-Schweißen direkt in der Spritzgießform realisiert. Bei dem Verfahren ENGEL joinmelt folgt auf den Spritzguss direkt der Schweißprozess, ohne dass die beiden Bauteilhälften zwischendurch entformt werden (siehe Abbildung). Hierbei ist der Spritzgießmaschinenbauer Engel für die Maschinentechnik und die Software zur Steuerung des integrierten Prozessablaufs verantwortlich. Hummel-Formen in Lenningen hat das Verfahren für das Heiß-Gas-Schweißen in der Spritzgießform zum Patent angemeldet und bringt sein werkzeugtechnisches Know-how in die Zusammenarbeit ein. KVT Bielefeld zeichnet im ENGEL joinmelt-Projekt für die Schweißtechnik verantwortlich und hält das Patent für das Heiß-Gas-Schweißen unter Schutzgas für eine partikelfreie und hochfeste Schweißverbindung.

Verfahrensablauf

Bei diesem Verfahren werden die beiden Bauteilhälften gleichzeitig in einer Form gespritzt. Nach der Kühlphase wird das Werkzeug geöffnet, wobei die eine Hälfte in der linken und die andere in der rechten Werkzeugseite verbleiben. Nun wird die bewegliche linke Werkzeugseite so verschoben, dass die beiden Teile in Schweißposition einander gegenüber liegen. Das Heizelement wird zwischen den Kavitäten positioniert und die Ränder der Bauteilhälften erwärmt. Beim Schließen des Werkzeugs werden diese miteinander verschweißt und beim erneuten Öffnen das fertige Bauteil entformt.

Qualität und Funktionssicherheit steigern

Neben dem großen Sparpotenzial durch die Integration zweier Fertigungsschritte in einem Werkzeug lässt zusätzlich die Qualität und Funktionssicherheit der Bauteile steigern. Da die beiden Produkthälften zum Schweißen in der Spritzgießform fixiert bleiben, werden Verzugsprobleme vermieden und die Time to Market deutlich verkürzt. Es entsteht eine saubere, dünne Schweißnaht mit einer besonders hohen Festigkeit, die in Bezug auf den Berstdruck höhere Qualitäten erzielt als konventionell hergestellte Schweißnähte.

Einsparpotenzial für Automobilzulieferindustrie

Vor allem für die Automobilzulieferindustrie verspricht die zum Patent angemeldete Lösung erhebliche Einsparpotenziale. „Es wird keine zusätzliche Schweißvorrichtung benötigt. Entnahme und erneutes Einlegen der Bauteile entfallen, da das fertige Endprodukt direkt aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen wird“, betont Franz Füreder, Leiter der ENGEL Business Unit Automotive

Medienführende Bauteile aus glasfaserverstärkten Polyamiden

Die neue Technologie eignet sich für alle Thermoplaste. Besonders großes Potenzial sehen die Prozessentwickler bei der Verarbeitung glasfaserverstärkter Polyamide zu medienführenden Teilen für den Einsatz im Motorraum. Bislang weisen diese Bauteile an der Schweißnaht eine deutliche Wulst auf, die Abrieb begünstigt und damit die Lebensdauer weiterer Funktionsteile, zum Beispiel der Ventilstößel, reduziert. Da diese Wulst beim ENGEL joinmelt-Verfahren vermieden wird, spart das Verfahren zudem Material und Gewicht ein. Ein weiterer Vorteil macht sich bereits in der Entwicklung neuer Produkte positiv bemerkbar: Es muss keine Schweißrichtung eingehalten werden, so dass die Bauteilgeometrie frei gestaltet werden kann.

Hinweis für unsere Fachportalnutzer Online-Lesen:

Kapitel 9.3. Schweißverbindungen