Beim Zusammenbau von Kunststoffteilen zu fertigen Produkten sind Kleben und Ultraschallschweißen die beiden gängigsten Methoden. Doch welche Methode eignet sich wann am besten? In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile beider Verbindungsmethoden beleuchtet.
Kleben – Flexibilität und Wartung
Kleben bietet eine große Flexibilität bei der Verbindung von Kunststoffkomponenten. Klebstoffe können eine breite Palette von Materialien und Formen verbinden. Selbst bei Änderungen am Design der Kunststoffkomponente bleibt der Klebeprozess unverändert. Allerdings gibt es auch Grenzen: Um eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten, muss der Klebstoff sorgfältig aufgetragen werden. Zudem steigt die Herausforderung, die Prozesskontrolle sicherzustellen, wenn die Anzahl der Klebstoffapplikatoren erhöht wird.
Ein weiterer Faktor, der für Kleben spricht, ist die Möglichkeit der Demontage. Wenn das montierte Teil in Zukunft gewartet, repariert oder Batterien/Glühbirnen ausgetauscht werden müssen, bieten dauerhafte Verbindungsmethoden wie Kleben oder Ultraschallschweißen möglicherweise keine ideale Lösung.
Ultraschallschweißen – Eine einmalige Investition
Beim Ultraschallschweißen fallen zwar Vorabinvestitionen für das Schweißsystem und spezifische Werkzeuge an, aber diese müssen nur einmalig getätigt werden. Egal, ob 1000 oder 1.000.000 Teile geschweißt werden, es entstehen keine zusätzlichen Kosten für Verbrauchsmaterialien oder Montage.
Ein weiterer Vorteil des Ultraschallschweißens ist die schnelle Zykluszeit. Eine dauerhafte, geschweißte Verbindung kann in einer Sekunde oder weniger hergestellt werden. Sobald das geschweißte Teil aus dem Schweißwerkzeug entfernt wird, ist der Schweißzyklus abgeschlossen und ein neues Teil kann sofort geladen und geschweißt werden.
Materialauswahl und Bauteilgeometrie
Eine wichtige Überlegung bei der Auswahl der Verbindungsmethode ist die Materialkompatibilität. Kleben ist geeignet, um ungleiche Materialien zu verbinden, während Ultraschallschweißen insbesondere bei gleichen oder ähnlichen Polymere eine bessere Schweißqualität bietet.
Die Bauteilgeometrie stellt ebenfalls einen Faktor dar. Das Kleben ermöglicht mehr Variationen, solange die zu verbindenden Kanten eine Fläche bieten, auf der der Klebstoff platziert werden kann. Beim Ultraschallschweißen hingegen kann die Struktur des Bauteils die Energie, die von der Sonotrode abgegeben wird, beeinflussen. Ein Würfel mit steifen Wänden kann leichter geschweißt werden als eine Kugel, bei der eine Hälfte dazu neigt, sich unter Last zu biegen und die Energie nicht effizient zu übertragen.
Die Nut-Feder-Verbindung als Alternative
Eine alternative Montageoption ist die Konstruktion einer Nut- und Federverbindung in den Gegenflächen der Komponenten. Diese Verbindung bietet ein inhärentes Ausrichtungsmerkmal, das für Kleben oder Ultraschallschweißen genutzt werden kann. Durch Anbringen eines “Energierichtungsgebers” an der Unterseite der Feder kann eine Klebeverbindung einfach in eine Ultraschallschweißung umgewandelt werden.
Fazit
Sowohl Kleben als auch Ultraschallschweißen sind bewährte Verbindungsmethoden für Kunststoffteile. Die Wahl der besten Methode hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Flexibilität, Wartung, Materialauswahl und Bauteilgeometrie. Eine alternative Lösung ist die Nut-Feder-Verbindung, die die Montageoptionen offen hält. Letztendlich sollte die Entscheidung auf Basis der spezifischen Anforderungen des Produkts und der Produktionsumgebung getroffen werden.
Quelle: ID:47141383
