VUV-Bonding (Bild: SKZ)
Kunststoffe sind längst nicht mehr nur „einfache Materialien“, zum Beispiel für Verpackungen oder Spielwaren. Sie haben sich zu einem Eckpfeiler in der Industrie entwickelt. Die moderne Verbindungstechnik hat deutlich dazu beigetragen. Die Entwicklungen zeigen, dass Kunststoffe nicht nur leicht und vielseitig sind, sondern sich effizient zu Komponenten und Produkten fügen lassen. In der Welt der Kunststoffverbindungen sind Schweißen, Direktfügen (Verbindungen zwischen Metallen und Kunststoffen ohne Klebstoff) und Kleben die Schlüsseltechnologien, die eine Fülle von Möglichkeiten bieten. Diese Methoden der Fügetechnik haben sich erwiesen, um Kunststoffe miteinander zu verbinden und komplexe Bauteile herzustellen, die den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht werden. Außerdem spielen sie eine zentrale Rolle in der Kunststofftechnik und tragen zu einer breiten Palette von Anwendungen bei.
Die Wahl zwischen thermischen Fügetechniken und Kleben hängt von verschiedenen Faktoren ab.
Direktfügen oder Schweißen sind hochpräzise Verfahren
Die thermischen Verbindungstechniken von Kunststoffen können durch verschiedene Methoden der Energieeinbringung realisiert werden. Diese Fügetechnologien ermöglichen es, Kunststoffe miteinander (Schweißen) und mit anderen Materialklassen (Direktfügen) reproduzierbar zu fügen und starke, dauerhafte Verbindungen zu schaffen. Durch die richtige Einstellung von Temperatur, Druck und Prozesszeit können Ingenieure die mechanischen Eigenschaften der Verbindung gezielt steuern und anpassen. In den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten werden thermische Fügetechniken für Recyclingware entwickelt (IGF Nr. 21737 N), Prozesse sowie Qualitätssicherungsmethoden digitalisiert (ZIM-FKZ 01IS23058B) und die Wirtschaftlichkeit sowie die Qualität der thermischen Fügetechniken verbessert (IGF Nr. 21456 BG und 21417 N). Ein ebenso wichtiger Ansatz in der Kunststoffverbindungstechnik ist das Kleben. Moderne Klebstoffe bieten eine effiziente Möglichkeit, Kunststoffe miteinander und mit anderen Werkstoffklassen dauerhaft zu verbinden. Durch die Auswahl eines für die Verbindungsaufgabe geeigneten Klebstoffs und die richtige Vorbehandlung der Oberflächen können hohe Festigkeiten und Alterungsbeständigkeiten erreicht werden, während gleichzeitig zusätzliche Funktionen wie Wärmeleitfähigkeit, Abschirmungseigenschaften gegenüber Funkfrequenzen oder Dämpfungseigenschaften integriert werden können. Im Mittelpunkt der aktuellen F&E-Aktivitäten stehen die Reduzierung der Kriechneigung bei Haftklebebändern (IGF Nr. 22575 N), die Analyse von Schadensmechanismen durch Mikrorisse und deren Vermeidung durch Plasmadünnschichten (IGF Nr. 22500 N), das Kleben von Rezyklaten (IGF Nr. 22619 N) oder der zerstörungsfreien Aushärtegradüberwachung von Klebstoffen zur Qualitätskontrolle (IGF Nr. 22161 N). Beeinflussende Faktoren sind die spezifischen Anforderungen der Anwendung, die gewünschten mechanischen Eigenschaften der Verbindung und die Umgebung, in der das Bauteil eingesetzt wird. Somit ergänzen sich die Fügemethoden und erweitern zusammen den technischen Lösungsraum industrieller Anwendungen und Produkte. Innovationen in der Kunststoffverbindungstechnik bieten daher ein enormes Potenzial für die verschiedenen Branchen. Von der Automobilindustrie über die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Elektronik und Medizintechnik – die Möglichkeiten sind vielfältig.
Quelle: SKZ
