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Mai 2025
Karina Gevers
Zeitfestigkeit von infrarotgeschweißten gefüllten Polyamiden
Das Infrarotschweißen ist ein stoffschlüssiges Fügeverfahren für Kunststoffe, das aufgrund der verhältnismäßig komplizierten Wirkzusammenhänge erst dann zum Einsatz kommt, wenn kein anderes Schweißverfahren aussichtsreich ist. Speziell bei Kunststoffen, die erst bei hohen Temperaturen schmelzen und eine niedrigviskose Schmelze aufweisen, wird das Infrarotschweißen eingesetzt. Dabei bietet die Erwärmphase viele Möglichkeiten der Prozessgestaltung, um die Plastifizierung materialgerecht auszulegen. In dieser Arbeit werden vier Erwärmstrategien für die zwei Kunststoffe Polyamid 6 und Polyphthalamid, jeweils mit Glasfaserverstärkung, aufgestellt und analysiert. Neben der Überprüfung der Schweißnahtmerkmale, der Analyse des Materialabbaus, des Erwärmverhaltens und der Kurzzeitzugfestigkeit wird zudem eine Methodik vorgestellt, um eine Schwingfestigkeitsuntersuchung am Kunststoff durchzuführen. Die Ergebnisse verdeutlichen den Einfluss der Erwärmstrategien insbesondere beim Polyphthalamid. Vor allem das Temperaturprofil, das nach dem Erwärmen im Kunststoff vorliegt, ist dabei entscheidend. Das Material hinter der Schmelzeschicht weist bis zu einer bestimmten Temperatur Teilkettenbewegungen auf, die die Verbundfestigkeit steigern. Wird der Kunststoff schonend erwärmt, liegt mehr Material in diesem Zustand vor. Das Polyamid 6 weist ein breites Parameterfenster auf. Hier werden mit allen Erwärmstrategien ähnliche mechanische Eigenschaften erreicht.
Schlagwörter: Kunststoffverarbeitung; Infrarotschweißen; Zeitfestigkeit; Schwingfestigkeitsuntersuchungen
Schriftenreihe Kunststofftechnik Paderborn
Herausgegeben von Prof. D.-Ing. Elmar Moritzer und Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner, Paderborn
Band 2025,4
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Elektronische Publikation (PDF): 978-3-8191-0058-1
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Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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