Kunststoffnieten Sichere und feste Verbindung mit Heißnieten

Neueste Erkenntnisse aus Grundlagenforschungen beweisen: Hohe Festigkeiten sind erreichbar durch exakte Prozessführung und kontinuierliches Monitoring für Kunststoff-Mischverbindungen mit Heißnietverfahren.

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Das Fügen von Kunststoffen ist nicht zuletzt aufgrund der stetig wachsenden Verbrauchszahlen von Kunststoffmaterialien ein Fokusthema für Produktentwicklungsprozesse und Fertigungslösungen. Auch werden immer mehr neue Materialien entwickelt, die den Anforderungen wie Energie- und Kosteneffizienz, Ressourcenschonung und Leichtbau gerecht werden sollen. Vor diesem Hintergrund steigt die Anzahl an Verbindungen von Mischmaterialien, sodass Fügeprozesse wie Kleben und Kunststoffnieten deutlich an Interesse gewinnen.

Als Systemlieferant für die Automobilindustrie und Medizintechnik weiß die Bdtronic, welche Anforderungen an Prozessüberwachung, Rückverfolgbarkeit und Dauerbetrieb für alle Produktionsprozesse zu erfüllen sind, um höchsten Qualitäts- und Sicherheitsansprüchen gerecht zu werden. Entsprechend werden für alle Prozesse die Anlagen robust aufgebaut, mit dem kontinuierlichen Monitoring der relevanten Prozessdaten ausgestattet, Regelfunktionen integriert und Werkzeuge kalibriert, um reproduzierbare höchste Fertigungsqualität sicherzustellen.

Optimale Werte für das Heißnieten ermitteln

Für das Heißnietverfahren bedeutet das: Überwachung, Darstellung, Analyse und Speicherbarkeit der Temperatur-, Strom-, Leistungs- und Gasflusswerte sowie die Zeit-Weg-Messung der Stempelposition. Wesentliches Merkmal ist jedoch die aktive dynamische Temperaturregelung im Millisekunden-Bereich, die unabhängig von Ausgangstemperaturen und Umgebungsbedingungen die Prozesswiederholbarkeit und Genauigkeit sicherstellt. Eine intuitive Prozesseinstellung mit der windowsbasierten Steuerungs-Software über Aktionslisten macht den Ablauf für den Bediener transparent und einfach anzupassen.

Für jede Verbindungstechnologie gibt es relevante Normen zu Maßen und Kräften, die dem Konstrukteur helfen, sein Bauteil zu entwerfen. Sei es die Größe der Schrauben, die Breite der Klebstoffraupe oder die Anzahl der Nietpunkte: das Bauteil muss bestimmte Kräfte und Umwelteinflüsse überleben. Die bestehende Normenlage zu Kunststoffnietverfahren bietet heute keine ausreichende Grundlage mehr und so kursieren vielfältige eigenentwickelte Richtlinien. Darüber hinaus sagt ein Werkstoffdatenblatt nicht, in welchem Temperaturbereich eine Heißvernietung durchzuführen ist.

BHS-Verfahren bildet Heißnietprozess und relevante Daten erstmals genau ab

Das veranlasste Bdtronic, gemeinsam mit einem namhaften Hersteller von Engineering Plastics und der Professur Kunststoffe an der Technischen Universität Chemnitz eine Grundlagenuntersuchung durchzuführen. Ziel war es, an den typischen bei Elektroniken zum Einsatz kommenden Materialien PBT und PA66 mit Glasfaseranteilen von 30 % die optimalen Prozesswerte zu Verstemmdruck, Temperaturbereich, Nietdomgeometrie, Stempelform und Heizzeit zu finden. Mit den BHS Verfahren war es aufgrund der exakten Temperaturmessung und –regelung erstmals möglich, den Prozess und die relevanten Daten genau abzubilden, und somit reproduzierbare Prozessfenster abzuleiten, denn diese Werkstoffe gehören zur Gruppe der teilkristallinen Thermoplasten, die über sehr kleine Prozessfenster zwischen fest und flüssig verfügen

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