BASF: Neues Warmgasschweißverfahren für Kunststoffe

BASF hat ein neues Warmgasschweißverfahren für Kunststoffe patentieren lassen. Die Technologie zielt darauf ab, thermoplastische Bauteile schneller, energieeffizienter und mit hoher Schweißnahtqualität zu verbinden. Besonderes Anwendungspotenzial sieht BASF bei Bauteilen aus „Ultramid“ Advanced, einem Polyphthalamid (PPA), das unter anderem in der Elektromobilität und Brennstoffzellentechnik eingesetzt wird.

Kern des patentierten Verfahrens ist eine veränderte Werkzeugauslegung. Anders als bei herkömmlichen Warmgasschweißprozessen wird das heiße Prozessgas nicht punktuell über einzelne Düsen auf die Schweißstege geblasen. Stattdessen wird es über kanalartige Strukturen gezielt entlang der Schweißkonturen geführt. Dadurch verteilt sich die Wärme gleichmäßiger, während Wärmeverluste reduziert werden. Die Schweißstege werden homogener plastifiziert, ohne dass dafür sehr hohe Gastemperaturen oder besonders geringe Abstände zwischen Düse und Bauteil erforderlich sind.

Versuche mit PPA-Probekörpern zeigen laut BASF, dass sich mit dem Verfahren bereits nach kurzen Aufheizzeiten von rund zehn Sekunden belastbare Schweißverbindungen herstellen lassen. Bei konventionellen Warmgasschweißverfahren sei in diesem Zeitfenster häufig noch keine ausreichende Verbindung erreichbar. Gleichzeitig werden hohe Schweißnahtfestigkeiten erzielt. Dies ist insbesondere für funktionsintegrierte Bauteile mit erhöhten mechanischen Anforderungen relevant.

Ein weiterer technischer Vorteil liegt in der größeren Schmelzschichtdicke, die innerhalb kurzer Zeit erzeugt werden kann. Sie kann dazu beitragen, Bauteilverzug auszugleichen, was vor allem bei großformatigen oder geometrisch komplexen Komponenten von Bedeutung ist.

Das Verfahren ermöglicht zudem niedrigere Prozesstemperaturen und kann den Verbrauch von Energie und Inertgas reduzieren. Da der Abstand zwischen Gasführung und Schweißstegen größer ausgelegt werden kann, sinkt außerdem das Risiko, dass Düsen durch aufgeschmolzenes Material verstopfen. Dies kann die Prozesssicherheit erhöhen und den Wartungsaufwand verringern.

PPA-Werkstoffe werden aufgrund ihrer thermischen, chemischen und hydrolytischen Beständigkeit in anspruchsvollen technischen Anwendungen eingesetzt. Dazu zählen Komponenten für Elektrofahrzeuge sowie Brennstoffzellensysteme. Mit dem patentierten Warmgasschweißverfahren erweitert BASF die Verarbeitungsmöglichkeiten dieser Werkstoffklasse und schafft eine zusätzliche Option für das effiziente Fügen komplexer Kunststoffbauteile.

Weitere Informationen: www.basf.com

BASF SE, Ludwigshafen

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