Entwicklung von Richtlinien für die Formteilauslegung und Prozessführung beim Laserdurchstrahlschweißen geschäumter Spritzgießbauteile

Anwendbarkeit des LDS für physikalisch geschäumte Thermoplaste

Das Laserdurchstrahlschweißen (LDS) ist ein in der Serienfertigung etabliertes Verfahren zum Fügen von thermoplastischen Kunststoffbauteilen. Aufgrund der qualitativ hochwertigen Schweißnähte findet dieses Verfahren in verschiedenen Branchen Anwendung, wie z. B. in der Automobil- oder Medizinindustrie. Geschäumte Thermoplaste werden aufgrund ihrer wirtschaftlichen und werkstoffspezifischen Vorteile immer häufiger eingesetzt. Erste Untersuchungen zur Anwendbarkeit des LDS für physikalisch geschäumte Thermoplaste und zum Einfluss der Schaumstruktur liegen bereits vor. Allerdings bedarf es noch tiefergehender Untersuchungen und für das Laserschweißen von chemisch geschäumten Thermoplasten sind noch Grundlagenuntersuchungen erforderlich.

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Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, auf der Basis von Untersuchungen Richtlinien für die Prozessführung beim Thermoplastschaumspritzgießen (chemisch und physikalisch) und die daraus resultierenden Formteile im Hinblick auf LDS abzuleiten. Um Schaumstrukturen mit definierten Eigenschaften zu erzeugen, wird der Einfluss der Werkzeugöffnungsgeschwindigkeit auf die Zelldichte sowie der Einfluss einer Verzögerungszeit vor dem Öffnen des Werkzeugs auf die Randschichtdicke untersucht. Basierend auf dem Zusammenhang zwischen den Eigenschaften der Fügepartner und dem resultierenden Schweißergebnisses soll eine optimierte Prozessführung für das LDS von entsprechend hergestellten Spritzgießformteilen entwickelt werden.

Weiterhin soll untersucht werden, ob durch Variation des Rußgehaltes im absorbierenden Fügepartner die erforderliche Randschichtdicke zur Herstellung von Schweißungen mit hoher Schweißnahtfestigkeit reduziert werden kann, um Material und Gewicht einzusparen. Um eine breite Anwendbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, sollen in weiteren Versuchen überprüft werden, ob die abgeleiteten Empfehlungen auch für das Schweißen von geschäumten mit kompakten Formteilen übertragbar sind.

Projektdetails und Dank

Wir danken dem BMWK für die Förderung im Rahmen von Euronorm (Förderkennzeichen 49VF210057) und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.

Projektpartner und Förderung:

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