Vernetztes Polyethylen mittels Vibration schweißbar machen

Vernetzte Polyethylene im Forschungsfokus: Mittels Vibration geschweißtes PE-Xa-Rohr, D110, mit 85 % Vernetzungsgrad (links) und mikroskopische Betrachtung der Schweißnaht (rechts). Foto: SKZ

Könnte das Vibrationsschweißen eine Lösung für das Fügen von vernetztem Polyethylen darstellen? Gemeinsam mit dem LKT forscht daran das SKZ.

Vibrationen als Wegbereiter: Vernetztes Polyethylen, kurz PE-X, ist aufgrund seines Vernetzungsgrades von bis zu 85 % nur bedingt mit den gängigen Verfahren schweißbar. Das schließt beispielsweise das klassische oder auch das Heizelementschweißen mit ein.

Vibrationsschweißen zeigt bei vernetztem Polyethylen Wirkung

Einen neuen Lösungsansatz bietet hier das Vibrationsschweißen. Dieses Schweißverfahren kann durch unterschiedliche Bewegungsführungen – linear, biaxial oder Rotation – für eine Vielzahl an Bauteilgeometrien und Materialien eingesetzt werden. Erste Vorversuche zeigten hier sehr vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Schweißnahteigenschaften von vernetzten Polyethylen-Rohren.

In einem Forschungsvorhaben zur „Untersuchung des Anwendungspotenzials des Vibrationsschweißens von vernetztem Polyethylen und dessen Langzeitverhalten“ (VIB-PEX) wird diese Fügetechnologie wissenschaftlich untersucht. Ziel ist es, ein grundlegendes und detailliertes Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen dem Vernetzungsgrad, dem Vibrationsschweißprozess und den daraus resultierenden Kurz- sowie Langzeiteigenschaften von vernetztem Polyethylen zu erreichen.

SKZ und LKT Hand in Hand

Das Kunststoff-Zentrum (SKZ) arbeitet hierzu gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT) der Universität Erlangen-Nürnberg zusammen. Das IGF-Vorhaben (21561 N/2) der Forschungsvereinigung (Kunststoff-Zentrum (FSKZ e. V.)) wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AIF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWI) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Startschuss für das Projekt war der 1. Januar 2021. Insgesamt ist das Forschungsvorhaben mit einer Laufzeit von zwei Jahren vorgesehen.

db

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