Lastechnieken voor kunststoffen

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Lastechnieken voor kunststoffen
Lastechniekenkunststoffen4.jpg
Eigenschappen
Categorie: Technieken
Originele auteur: Ruben Hazeleger
Jaar: 2009
Wikipedia link: Plastic welding

Inhoud

Beschrijving

Lassen is, evenals mechanische technieken schroeven en klikken en chemische verbindingen als lijmen en kitten een belangrijke verbindingstechniek. Het grote voordeel van lassen is de grote sterkte, de reproduceerbaarheid en de korte bewerkingstijden. Echter zijn er wel een paar voorwaarde voor lastechnieken bij kunststoffen. Zo is het alleen mogelijk thermoplastische kunststoffen te verbinden. Er zijn meerdere technieken voor het lassen maar het basis principe is vrij simpel. Het verwarmen van de kunststof tot het smeltpunt en vervolgens de elementen op elkaar te drukken zodat beide elementen met elkaar gaan mengen en zo één geheel vormen. Er zijn verschillende las methode voor kunststoffen. De juiste methode wordt gekozen door te kijken naar de vorm van het product en de eisen die aan het product gesteld worden.

Proces

Er zijn een vijftal verschillende lastechnieken voor kunststoffen:

  • Heetgaslassen
Spiegellassen

Warme lucht verwarmt beiden te verbinden delen tot het smeltpunt. Vervolgens worden de delen samengedrukt en met elkaar verbonden. De techniek wordt veel toegepast in folieverwerking. Speciale voorbereiding van de oppervlakken is niet nodig. Van belang voor een sterke las zijn een stabiele temperatuur van de hete lucht en een constante afstand tussen de te lassen delen.

  • Spiegellassen
Spiegellassen

Een warme plaat (die de spiegel wordt genoemd) wordt tussen de producthelften gebracht. De producten worden tegen de plaat gedrukt en daardoor verwarmd. Ze worden na smelten van de plaat gehaald en de plaat wordt verwijderd, waarna de producten tegen elkaar worden gedrukt. Hierbij zijn de procestijden in de grote van tientallen seconden tot enkele minuten. Om een goede las te krijgen is het nodig het deelvlak (het vlak waar de las plaatsvindt) slim te construeren om de juiste eigenschappen te krijgen. Dit wordt ook wel de lasnaadconstructie genoemd. De naad bij spiegellassen is vrij ruw en bevat bramen, deze moet dan ook nabewerkt worden. De techniek is toepasbaar voor kleine tot zeer grote producten en wordt veel toegepast bij het lassen van buizen. Daarbij zijn buizen van 3 meter geen uitzondering. Bij spiegellassen is het mogelijk semikristallijnen kunststoffen met elkaar te verbinden, aangezien hier lange omstelttijden mogelijk zijn. Is in speciale gevallen het mogelijk semikristallijnen kunststoffen met deze techniek te verbinden

  • Ultrasoonlassen
Ultrasoonlassen

Bij dit proces wordt gebruik gemaakt van een geluidsgolf, deze wordt door de bovenste producthelft gestuurd in de richting van de deelnaad. De deelnaad is vooraf van een, een zogenaamde energierichtinggever voorzien. Deze vormt een geluidsbarrière voor het ultrasone geluid en zal door wrijving opwarmen zodra het geluid passeert. Procestijden zijn zeer kort, vaak korter dan 1 seconde. Frequenties variëren van 20 tot en met 70kHz. Hoe hoger de frequentie, hoe kleiner de maximale afmetingen van het product. Doordat een specialistische lasnaadconstructie nodig is, is de methode vooral geschikt voor spuitgiet producten. Tijdens het lassen kan de tempratuur oplopen tot enkele honderden graden. Hierdoor is ultrasoon de snelste lasmethode echter is deze methode alleen geschikt voor relatief kleine producten.

  • Vibratielassen
Vibratielassen

De twee producthelften worden opgenomen in mallen en over elkaar heen bewogen. De beweging veroorzaakt eerst externe en later interne verwarming van de deelnaad. Procestijden liggen tussen ultrasoon en spiegellassen in en bedragen enkele seconden tot enkele tientallen seconden. Het is alleen mogelijk vlakke deelnaden met elkaar te lassen doordat de beweging van de twee producthelften ten opzichte van elkaar bewegen. De toegepaste frequenties zijn 200 tot 500 Hz. Een vibratielas produceert hierdoor veel geluid en door de wrijving tussen de 2 elementen ontstaat er ook veel stof wat dus niet voor ideale werkomstandigheden zorgt.

  • Laserlassen
Laserlassen

Dit proces vindt plaats doormiddel van een kunststof dat laserlicht doorlaat en een kunststof dat laserlicht absorbeert. Deze lagen worden op elkaar geplaatst. De laser wordt boven de deelnaad gebracht. Via het kunststof dat transparant is voor de laser wordt het kunststof dat laserlicht absorbeert opgewarmd tot het smeltpunt. Door geleiding warmt ook het transparante onderdeel op. Hierdoor zullen beiden lagen smelten en zo een lasverbinding vormen. Bij gebruik van een Globoweld (een glazen bol die over de deelnaad rolt en fungeert als lens) kunnen ook 3D lassen worden gemaakt. Waardoor laserlassen een extra dimensie krijgt.

Gereedschap

Elke lastechniek heeft een eigen methode en zo dus ook een eigen machine. Voor bedrijven is het slim om een goede afweging te maken wat voor een eis, oplagen en kostenplaatje ze aan hun product hangen. Machines voor Ultrasoon lassen zijn zeer duur en kunnen maar kleine producten lassen. Daar tegenover zijn ze wel zeer goed te automatiseren en is het nabewerken van de lasnaad eigenlijk niet nodig. Daar tegenover is spiegellassen goedkoper en kan de omvang oplopen tot in de meters maar zal de productietijd aanzienlijk hoger liggen.

Materialen

Aangezien bij het lassen de verbinding plaats vindt doormiddel van het smelten van beide elementen is dit alleen mogelijk bij thermoplastische kunststoffen. Door de kristallijnen structuur zullen thermoharders niet smelten bij verhitting. Waardoor deze niet geschikt zijn voor de lastechnieken. In hoge uitzondering is het echter wel mogelijk kunststoffen met een semikristallijnen structuur te lassen. Zie hieronder een tabel met de mogelijkheden van de te lassen kunststoffen. Overzicht materialen

Toepassingen

Kunststof lastechnieken worden vooral toegepast in de massaindustrie. Aangezien kunststof producten vaak in groten getale worden geproduceerd kiest de industrie vaak voor een geautomatiseerde lastechniek. Waar kunststof lastechnieken zich zeer goed veel lenen.

Voordelen

  • Zeer sterk
  • Gemakkelijk te automatiseren
  • Korte cyclustijden
  • Reproduceerbaarheid
  • Geen toevoegingsmaterialen

Nadelen

  • Alleen interessant bij grote getale
  • Alleen geschikt voor thermoplastische kunststoffen
  • Vrij complexe lasnaadconstructies nodig voor een goed resultaat

Leveranciers en kenniscentra

Filmpjes:

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen