Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heißverstemmen bietet Alternative zum Nieten, Schrauben und Kleben

11.11.2008
Das Heißverstemmen erzeugt dauerhafte Verbindungen aus Dorn und Nietkopf. Beide thermoplastische Verbindungsteile werden wie beim Laser-Kunststoffschweißen formschlüssig zusammengefügt. In der Großserienfertigung kann dieses Laserverfahren das Schrauben, Kleben und insbesondere das Nieten vorteilhaft ersetzen, zum Beispiel bei der Leiterplattenmontage in spritzgegossenen Gehäusen.

Mit dem Laser-Heißverstemmen bringt LPKF ein Verfahren zum formschlüssigen Verbinden von Bauteilen auf den Markt. Laut dem Geschäftsbereich Kunststoffschweißen von LPKF hat es wesentliche Vorteile.

Das verdeutlicht der Spezialist für System- und Prozesstechnik im Bereich Lasermaterialbearbeitung beim Befestigen von Kunststoffgehäusen in Platinen. Üblicherweise werden in der Großserienfertigung dafür Techniken wie Schrauben, Kleben und Nieten angewandt.

Nieten hat Nachteile für die Elektronikindustrie

Beim Nieten haben sich insbesondere die Verfahren Ultraschall- und Heißgasnieten etabliert, die jedoch einen erhöhten Reinigungsaufwand erfordern. Ferner besteht die Gefahr der Beschädigung elektronischer Baugruppen. Dadurch wird – so heißt es – die Designfreiheit und vor allem die Packungsdichte stark eingeschränkt.

Das Heißverstemmen mit dem Werkzeug Laser kompensiert diese Nachteile. Es arbeitet berührungslos. Der Laser sorgt für eine punktuelle, gut dosierbare Erwärmung. Das Verfahren ähnelt dem Laser-Kunststoffschweißen.

Laut LPKF hat es die für diese Verbindungstechnik üblichen Vorteile: Beim Laser-Kunststoffschweißen wird ein für die Wellenlänge der Laserstrahlung transparenter Werkstoff mit einem die Laserstrahlung absorbierenden Werkstoff verbunden. Der Laserstrahl heizt punktuell den strahlabsorbierenden Kunststoff auf. Es kommt zu einer lokalen Kunststoffplastifizierung auf beiden Seiten und somit zu einer dauerhaften Verbindung.

Vorteile wie beim Laser-Kunststoffschweißen

Die mechanische Belastung der Fügepartner ist gering. Weitere Verfahrensvorteile werden in der kleinen Wärmeeinflusszone sowie in einer hohen Reproduzierbarkeit gesehen. Das Laser-Kunststoffschweißen hat sich daher bei Verbindungen zweier thermoplastischer Bauteile etabliert.

Anhand der Befestigung einer Leiterplatte in einem Gehäuse wird das Prinzip des Laser-Heißverstemmens deutlich: Ein spritzgegossenes Kunststoffgehäuse hat meist Dorne, die durch die Platine ragen. Am Dornenende befindet sich der Fügepartner, der sogenannte Nietkopf, der für die Laserstrahlung eine ausreichend hohe Transmission hat.

Lokale Erhitzung erzeugt stoffschlüssige, dauerhafte Verbindung

Die Laserstrahlung tritt durch den Nietkopf und wird von der Oberfläche des Dorns absorbiert, die sich dadurch erwärmt. Über Wärmeleitung werden die beiden Teile bis zur Plastifizierung lokal erhitzt. Aufgrund der Einwirkung einer bestimmten Anpresskraft kommt es zwischen den Fügepartnern zu einer stoffschlüssigen, dauerhaften Verbindung.

Das Heißverstemmen baut somit auf dem Laser-Kunststoffschweißen auf. Laut LPKF bietet es daher die nötige Sicherheit, die bei Anwendung in der Großserienfertigung erforderlich ist.

Laser-Heißverstemmen für die automatisierte Fertigung geeignet

Potenzielle Anwendungen des Laser-Heißverstemmens werden in der automatisierten Fertigung gesehen. Außer der Befestigung von Platinen hält man grundsätzlich Anwendungen für möglich, bei denen Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen in einem Nietverfahren verbunden werden. So ermöglicht das Heißverstemmen das Befestigen von Metallteilen oder gar von Magneten, wobei Dorn und Nietkopf aus thermoplastischen Kunststoffen bestehen, etwa Polyamid oder PBT.

Auf der Fakuma 2008 hat LPKF das Laser-Heißverstemmen vorgestellt. Gezeigt wurde ein kompaktes Modul, dessen Abmessungen im Bereich eines Industrie-Handschraubers liegen. Die Modul- und Prozess-Steuerung befindet sich in einem 19-Zoll-Einschubgehäuse. Das gilt für alle Komponenten. Das Gehäuse ist über die Versorgungsleitungen mit dem Bearbeitungsmodul verbunden.

Bei Integration des Systems in eine automatische Fertigungszelle werden die zur Anpassung nötigen Ein- und Ausgangssignale an einer externen Schnittstelle zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse des Laser-Heißverstemmens können für jedes zusammengefügte Bauteil dokumentiert und archiviert werden.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/kunststoffundgummiverarbeitung/articles/153797/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flüssiger Wasserstoff im freien Fall
05.12.2016 | Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM)

nachricht IPH entwickelt Prüfstand für angetriebene Tragrollen
29.11.2016 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften