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 Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten