DE102019106446A1 - Method for producing a thermoplastic joint, method for repairing a first component and joint - Google Patents
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Abstract
Für die Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung (125) zwischen einem ersten Bauteil (100) und einem zweiten Bauteil (102) wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend das additive Aufbringen einer ersten Funktionsschicht (104) aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines ersten Bauteils (106), wobei das erste Bauteil (100) aus einem thermoplastischen Material ist und wobei das erste amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt, das additive Aufbringen einer zweiten Funktionsschicht (126) aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines zweiten Bauteils (102), wobei das zweite Bauteil aus einem thermoplastischen Material ist und wobei das zweite amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt und das Verbinden des ersten Bauteils (100) und des zweiten Bauteils (102) in einem Fügebereich (124) mittels der ersten Funktionsschicht (104) und der zweiten Funktionsschicht (126).A method is provided for producing a thermoplastic joint (125) between a first component (100) and a second component (102), comprising the additive application of a first functional layer (104) made of a first amorphous thermoplastic material to a surface area of a first component (106), wherein the first component (100) is made of a thermoplastic material and wherein the first amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during the application, the additive application of a second functional layer (126) made of a second amorphous thermoplastic material on a surface area of a second Component (102), wherein the second component is made of a thermoplastic material and wherein the second amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during application and the connection of the first component (100) and the second component (102) in a joining area (124) by means of the first F Unktionsschicht (104) and the second functional layer (126).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil.The present invention relates to a method for producing a thermoplastic joint between a first component and a second component.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils.The present invention also relates to a method for repairing a first component.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine thermoplastische Fügeverbindung, umfassend ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil.The present invention further relates to a thermoplastic joint connection, comprising a first component and a second component.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art breitzustellen, welches zu einer festen Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils führt.The present invention is based on the object of providing a method of the type mentioned at the outset which leads to a firm connection of the first component and the second component.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil gelöst, umfassend:
- - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines ersten Bauteils, wobei das erste Bauteil aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist und wobei das erste amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; und
- - additives Aufbringen einer zweiten Funktionsschicht aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material auf einen Oberflächenbereich eines zweiten Bauteils, wobei das zweite Bauteil aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist wobei das zweite amorphe thermoplastische Material während des Aufbringens amorph thermoplastisch bleibt; und
- - Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils in einem Fügebereich mittels der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht.
- additive application of a first functional layer made of a first amorphous thermoplastic material to a surface area of a first component, the first component being made of a thermoplastic material and wherein the first amorphous thermoplastic material remains amorphous thermoplastic during the application; and
- additive application of a second functional layer made of a second amorphous thermoplastic material to a surface area of a second component, the second component being made of a thermoplastic material, the second amorphous thermoplastic material remaining amorphous thermoplastic during the application; and
- Connecting the first component and the second component in a joining area by means of the first functional layer and the second functional layer.
Der Fügebereich umfasst vorzugsweise die erste Funktionsschicht und die zweite Funktionsschicht oder ist daraus gebildet. Insbesondere umfasst der Fügebereich einen Übergangsbereich zwischen der ersten Funktionsschicht und dem ersten Bauteil und einen Übergangsbereich zwischen der zweiten Funktionsschicht und dem zweiten Bauteil.The joining area preferably comprises the first functional layer and the second functional layer or is formed therefrom. In particular, the joining area comprises a transition area between the first functional layer and the first component and a transition area between the second functional layer and the second component.
Unter einer Fügeverbindung ist im Sinne der Erfindung eine dauerhafte Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich zu verstehen. Vorzugsweise ist die Fügeverbindung eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich.In the context of the invention, a joint connection is to be understood as a permanent connection of the first component and the second component in the joint area. The joint connection is preferably an integral connection of the first component and the second component in the joint area.
Sämtliche Materialien, welche als thermoplastisch charakterisiert sind, sind vorzugsweise thermoplastische Polymermaterialien.All materials that are characterized as thermoplastic are preferably thermoplastic polymer materials.
Bei den amorphen thermoplastischen Materialien sind die einzelnen Molekülketten der Materialien regellos ineinander verknäult.In the case of amorphous thermoplastic materials, the individual molecular chains of the materials are randomly intertwined.
Das additive Aufbringen ermöglicht eine exakte Positionierung der Funktionsschichten. Es kann Material im Vergleich zu einem weniger kontrollierten Aufbringen eingespart werden. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen Funktionsschichten integral mit den ersten, beziehungsweise zweiten, Bauteilen hergestellt werden.The additive application enables an exact positioning of the functional layers. Material can be saved compared to a less controlled application. This increases the economic efficiency of the method in comparison to conventional methods in which functional layers are produced integrally with the first or second components.
Mit amorphen thermoplastischen Funktionsschichten zur Verbindung des ersten und des zweiten Bauteils lassen sich besonders haltbare Fügeverbindungen zwischen den Bauteilen erzielen.With amorphous thermoplastic functional layers for connecting the first and the second component, particularly durable joint connections can be achieved between the components.
Dadurch, dass das Aufbringen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht additiv erfolgt, können die Herstellungsprozesse des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils beendet werden, bevor die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht aufgebracht werden.Because the first functional layer and / or the second functional layer are applied additively, the manufacturing processes of the first component and / or the second component can be ended before the first functional layer and / or the second functional layer are applied.
Eine Degradation oder sonstige Hitzeschäden in der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht, welche aufgrund von hohen Temperaturen während der Bauteilherstellung entstehen, können vermieden werden.Degradation or other heat damage in the first functional layer and / or the second functional layer, which arise due to high temperatures during component manufacture, can be avoided.
Beispielsweise können das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil getempert werden, bevor oder nachdem die erste und/oder die zweite Funktionsschicht aufgebracht werden. Das Tempern des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils ist typischerweise nach der Herstellung des ersten und des zweiten Bauteils notwendig.For example, the first component and / or the second component can be tempered before or after the first and / or the second functional layer are applied. The tempering of the first component and the second component is typically necessary after the production of the first and the second component.
Darüber hinaus wird Tempern von thermoplastischen Bauteilen oft eingesetzt, um Materialeigenschaften der Bauteile zu optimieren, vorzugsweise um die Kristallinität der thermoplastischen Bauteile zu erhöhen.In addition, tempering of thermoplastic components is often used to optimize the material properties of the components, preferably to increase the crystallinity of the thermoplastic components.
Auch kann durch das additive Aufbringen der ersten und/oder zweiten Funktionsschicht eine starke Durchmischung des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils beziehungsweise eine Durchmischung des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils vermieden oder minimiert werden. So kann eine hohe Qualität der resultierenden Fügeverbindung gewährleistet werden.The additive application of the first and / or second functional layer can also avoid a strong mixing of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component or a mixing of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component or minimized become. In this way, a high quality of the resulting joint connection can be guaranteed.
Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil sind bevorzugt aus einem teilkristallinen Material hergestellt, welches bei Bedarf Fasern enthalten kann. Auf die Materialien des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils wird nachfolgend noch genauer eingegangen.The first component and / or the second component are preferably made from a partially crystalline material which, if necessary, can contain fibers. The materials of the first component and the second component will be discussed in greater detail below.
Eine Durchmischung der Materialien der Bauteile und der Funktionsschichten hätte zur Folge, dass Kristallisationskeime aus dem Material des ersten Bauteils in das amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht hinein diffundieren könnten beziehungsweise dass Kristallisationskeime aus dem Material des zweiten Bauteils in das amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht hinein diffundieren könnten. Die Kristallisationskeime könnten bei einer Durchmischung der Materialien eine Kristallisation in den amorphen thermoplastischen Materialien der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht induzieren.Mixing the materials of the components and the functional layers would mean that crystallization nuclei from the material of the first component could diffuse into the amorphous thermoplastic material of the first functional layer or that crystallization nuclei from the material of the second component could diffuse into the amorphous thermoplastic material of the second functional layer could diffuse. When the materials are mixed, the crystallization nuclei could induce crystallization in the amorphous thermoplastic materials of the first functional layer and the second functional layer.
Durch das Vermeiden oder Minimieren der Durchmischung der Materialien der Bauteile und der Funktionsschichten können die amorphen Strukturen der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht erhalten werden. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren qualitativ hochwertige, insbesondere besonders haltbare, Fügeverbindungen herstellen.By avoiding or minimizing the intermixing of the materials of the components and the functional layers, the amorphous structures of the first functional layer and the second functional layer can be preserved. Thus, with the method according to the invention, high-quality, in particular particularly durable, joint connections can be produced.
Eine vollständige Erwärmung des ersten und/oder zweiten Bauteils, wie sie bei herkömmlichen Fügeverfahren notwendig ist, ist entbehrlich. Dies ist zum einen energieeffizient und kann zum anderen Prozesszeiten verkürzen, da die Erwärmung des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils längere Erwärmungsphasen beinhaltet. Dies führt wiederum zu einer Prozesskostenreduktion.Complete heating of the first and / or second component, as is necessary with conventional joining processes, is unnecessary. On the one hand, this is energy-efficient and, on the other hand, it can shorten process times, since the heating of the first component and / or the second component involves longer heating phases. This in turn leads to a reduction in process costs.
Additive Prozesse sind vorzugsweise schneller als eine integrale Herstellung von Funktionsschicht und Bauteil. Durch die verringerten Prozesszeiten kann eine Durchmischung von Materialien der Funktionsschicht und des Bauteils weiter minimiert werden.Additive processes are preferably faster than an integral production of the functional layer and component. As a result of the reduced process times, mixing of the materials of the functional layer and the component can be further minimized.
Mittels des Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung ist ein kontrolliertes Aufbringen der Funktionsschichten auf zu fügende Bereiche des ersten Bauteils beziehungsweise des zweiten Bauteils möglich. Es kann sichergestellt werden, dass im Fügebereich auf dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil an jeder Stelle des jeweiligen Bauteils, an welcher eine Fügeverbindung erzeugt werden soll, eine Funktionsschicht vorhanden ist.The method for producing a thermoplastic joint connection enables the functional layers to be applied in a controlled manner to areas of the first component or the second component to be joined. It can be ensured that a functional layer is present in the joining area on the first component and the second component at every point of the respective component at which a joint is to be produced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Funktionsschicht vollflächig auf eine Oberfläche des ersten Bauteils aufgebracht. Der Oberflächenbereich des ersten Bauteils entspricht dann der Oberfläche des ersten Bauteils.According to a preferred embodiment, the first functional layer is applied over the entire area to a surface of the first component. The surface area of the first component then corresponds to the surface of the first component.
Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht vollflächig auf eine Oberfläche des zweiten Bauteils aufgebracht. Der Oberflächenbereich des zweiten Bauteils entspricht dann der Oberfläche des zweiten Bauteils.The second functional layer is preferably applied over the entire area to a surface of the second component. The surface area of the second component then corresponds to the surface of the second component.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass nur Bereiche der Oberfläche des ersten Bauteils mit der ersten Funktionsschicht versehen werden, während andere Bereiche der Oberfläche unverändert bleiben. Insbesondere werden nur Bereiche der Oberfläche des zweiten Bauteils mit der zweiten Funktionsschicht versehen, während andere Bereiche der Oberfläche unverändert bleiben.Alternatively, it can be provided that only areas of the surface of the first component are provided with the first functional layer, while other areas of the surface remain unchanged. In particular, only areas of the surface of the second component are provided with the second functional layer, while other areas of the surface remain unchanged.
Die Fügeverbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil wird ausschließlich in den Oberflächenbereichen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils hergestellt, auf welche die erste Funktionsschicht beziehungsweise zweite Funktionsschicht aufgebracht wurde.The joint connection between the first component and the second component is produced exclusively in the surface areas of the first component and the second component to which the first functional layer or the second functional layer was applied.
Beispielsweise werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil im Fügebereich miteinander verschweißt, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.For example, the first component and the second component are welded to one another in the joining area, which will be discussed in greater detail below.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt Anwendung in Bereichen, in welchen Hochtemperatur-Thermoplaste zum Einsatz kommen. Solche Bereiche sind beispielsweise die Luft- und Raumfahrt, in welchen häufig hohe Materialanforderungen, insbesondere in Bezug auf die Beständigkeit des Materials, erfüllt werden müssen. Zur Erfüllung der Anforderungen werden häufig auch höhere Materialkosten in Kauf genommen.The method according to the invention is preferably used in areas in which high-temperature thermoplastics are used. Such areas are, for example, the aerospace industry, in which high material requirements, in particular with regard to the durability of the material, often have to be met. In order to meet the requirements, higher material costs are often accepted.
Das Verfahren kann aber auch im Automobilbereich Anwendung finden.However, the process can also be used in the automotive sector.
Ein Beispiel aus der Luft- und Raumfahrt, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren zukünftig eingesetzt werden kann, ist die Herstellung eines thermoplastischen Rumpfs für zukünftige Flugzeuggenerationen. Das Verfahren wird hier in Bereichen eingesetzt, in welchen ein thermoplastisches erstes Bauteil und ein thermoplastisches zweites Bauteil dauerhaft miteinander verbunden werden sollen.An example from the aerospace industry in which the method according to the invention can be used in the future is the production of a thermoplastic fuselage for future generations of aircraft. The method is used here in areas in which a thermoplastic first component and a thermoplastic second component are to be permanently connected to one another.
Die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht werden vorzugsweise räumlich gesteuert aufgebracht.The first functional layer and / or the second functional layer are preferably applied in a spatially controlled manner.
Vorzugsweise wird die erste Funktionsschicht zum Aufbringen auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils lokal aufgeschmolzen. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht zum Aufbringen auf den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils lokal aufgeschmolzen. The first functional layer is preferably melted locally for application to the surface area of the first component. In particular, the second functional layer is melted locally for application to the surface area of the second component.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Funktionsschicht unmittelbar vor einem stofflichen Kontakt des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht mit dem Oberflächenbereich des ersten Bauteils lokal aufgeschmolzen.According to a preferred embodiment, the first functional layer is melted locally immediately before material contact of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer with the surface area of the first component.
Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht unmittelbar vor einem stofflichen Kontakt des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht mit dem Oberflächenbereich des zweiten Bauteils lokal aufgeschmolzen.The second functional layer is preferably melted locally immediately before material contact of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer with the surface area of the second component.
Das lokale Aufschmelzen kann lange Haltezeiten, welche zu einer vollständigen Erwärmung des ersten und/oder zweiten Bauteils notwendig sind, entbehrlich machen. Im Gegensatz zu langen Haltezeiten genügt beim lokalen Aufschmelzen eine vergleichsweise kurze Aufschmelzzeit.The local melting can make long holding times, which are necessary for complete heating of the first and / or second component, unnecessary. In contrast to long holding times, a comparatively short melting time is sufficient for local melting.
Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite thermoplastische Material weisen vorzugsweise in einem aufgeschmolzenen Zustand eine vergleichsweise niedrige Viskosität auf. So kann ein kontrolliertes Aufbringen im aufgeschmolzenen Zustand erfolgen.The first amorphous thermoplastic material and / or the second thermoplastic material preferably have a comparatively low viscosity in a melted state. In this way, a controlled application can take place in the melted state.
Günstig kann es sein, wenn die erste Funktionsschicht stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden wird. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht stoffschlüssig mit dem zweiten Bauteil verbunden.It can be favorable if the first functional layer is materially connected to the first component. In particular, the second functional layer is materially connected to the second component.
Bei einem resultierenden Stoffschluss zwischen der ersten Funktionsschicht und dem ersten Bauteil beziehungsweise der zweiten Funktionsschicht und dem zweiten Bauteil ist eine Grenzfläche zwischen dem ersten amorphen thermoplastischen Material der ersten Funktionsschicht und dem thermoplastischen Material des ersten Bauteils beziehungsweise dem zweiten amorphen thermoplastischen Material der zweiten Funktionsschicht und dem thermoplastischen Material des zweiten Bauteils ausgebildet. Eine Durchmischung ist - wie bereits erwähnt - minimiert.In the case of a resulting bond between the first functional layer and the first component or the second functional layer and the second component, an interface between the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component or the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component formed. Mixing is - as already mentioned - minimized.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die erste Funktionsschicht mittels einer Heizeinrichtung auf eine erste Verarbeitungstemperatur erwärmt wird und wenn die zweite Funktionsschicht mittels der Heizeinrichtung oder einer weiteren Heizeinrichtung auf eine zweite Verarbeitungstemperatur erwärmt wird.It can be advantageous if the first functional layer is heated to a first processing temperature by means of a heating device and if the second functional layer is heated to a second processing temperature by means of the heating device or a further heating device.
Insbesondere ist die erste Verarbeitungstemperatur kleiner als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils. Insbesondere ist die zweite Verarbeitungstemperatur kleiner als eine Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils.In particular, the first processing temperature is lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the first component. In particular, the second processing temperature is lower than a melting temperature of the thermoplastic material of the second component.
Die erste Verarbeitungstemperatur ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform circa 10°C bis circa 15°C kleiner als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils.According to a preferred embodiment, the first processing temperature is approximately 10 ° C. to approximately 15 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic material of the first component.
Vorzugsweise ist die zweite Verarbeitungstemperatur circa 10°C bis circa 15°C kleiner als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils.The second processing temperature is preferably approximately 10 ° C. to approximately 15 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic material of the second component.
Das Erwärmen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht mittels der Heizeinrichtung resultiert vorzugsweise in einem lokalen Aufschmelzen der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht.The heating of the first functional layer and / or the second functional layer by means of the heating device preferably results in a local melting of the first functional layer and / or the second functional layer.
Die Auswahl der ersten und/oder zweiten Verarbeitungstemperatur kann eine Durchmischung des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des ersten Bauteils und/oder eine Durchmischung des zweiten amorphen thermoplastischen Materials der zweiten Funktionsschicht und des thermoplastischen Materials des zweiten Bauteils weiter minimieren.The selection of the first and / or second processing temperature can further minimize mixing of the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and the thermoplastic material of the first component and / or mixing of the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer and the thermoplastic material of the second component.
Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material sind vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymermaterialien in amorpher thermoplastischer Modifikation hergestellt: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Copolymere (ABS/PC), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), Polystyrole (PS), insbesondere hochschlagfeste Polystyrole (HIPS), Polycarbonate (PC), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat-Copolymere (PC/PBT), Polyethylenimine (PEI), Polyethersulfone (PES), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenoxide (PEO), Polyphenylenether (PPE), Polyethylenglycole (PEG), Polysulfone (PSU), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Styrol-Acrylnitril/Styrol-Methacrylsäuremethylester-Copolymer (SAN/SMMA), Styrol-Butadien-Copolymere (SBC).The first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material are preferably made from one or more of the following polymer materials in amorphous thermoplastic modification: polyether ketone ketone (PEKK), polyether ether ketone (PEEK), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile -Butadiene-styrene-polycarbonate copolymers (ABS / PC), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (ASA), polystyrenes (PS), especially high-impact polystyrenes (HIPS), polycarbonates (PC), polycarbonate-polybutylene terephthalate copolymers (PC / PBT), polyethyleneimines (PEI), polyethersulfones (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene oxides (PEO), polyphenylene ethers (PPE), polyethylene glycols (PEG), polysulfones (PSU), polyvinyl chloride (PVC), styrene-acrylonitrile copolymer (SAN ), Styrene-acrylonitrile / styrene-methacrylic acid methyl ester copolymer (SAN / SMMA), styrene-butadiene copolymers (SBC).
Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil sind vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Polymermaterialien in teilkristalliner thermoplastischer Modifikation hergestellt: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Flüssigkristallpolymere (LCP), Polyamide (PA), Polybutylenterephthalate (PBT), Polyethylene (PE), Polyethylenterephthalate (PET), Polymethylpentane (PMP), Polyoxymethylene (POM), Polypropylene (PP), Polyphenylensulfide (PPS), thermoplastisch-elastische Polyolefine (TEO), Ultrahochmolekulargewichts-Polyethylene (UHMWPE).The first component and / or the second component are preferably made of one or more of the following polymer materials in partially crystalline thermoplastic modification: polyether ketone ketones (PEKK), polyether ether ketones (PEEK), liquid crystal polymers (LCP), polyamides (PA), polybutylene terephthalates (PBT), polyethylene (PE), Polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentane (PMP), polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic-elastic polyolefine (TEO), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).
Die erste Funktionsschicht ist vorzugsweise aus einem Folienmaterial. Insbesondere ist die zweite Funktionsschicht aus einem Folienmaterial.The first functional layer is preferably made of a film material. In particular, the second functional layer is made of a film material.
Durch die Verwendung von Folienmaterial ist eine Dicke der ersten Funktionsschicht und eine Dicke der zweiten Funktionsschicht vorzugsweise einstellbar. Es kann eine gleichmäßige Dicke der Funktionsschichten - auch zu einem Rand des ersten, beziehungsweise zweiten, Bauteils hin - ausgebildet werden.By using film material, a thickness of the first functional layer and a thickness of the second functional layer can preferably be set. A uniform thickness of the functional layers - also towards an edge of the first or second component - can be formed.
Besonderes bevorzugt beträgt eine Dicke des Folienmaterials circa 25 µm bis circa 100 µm.A thickness of the film material is particularly preferably approximately 25 μm to approximately 100 μm.
Beispielsweise sind die erste Funktionsschicht und die zweite Funktionsschicht aus einem Tape-Material hergestellt.For example, the first functional layer and the second functional layer are made from a tape material.
Die Verwendung der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht in Form eines Folienmaterials kann den Vorteil bieten, dass sie aufrollbar und/oder abrollbar sind und sich optimiert auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils beziehungsweise den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils aufbringen lassen.The use of the first functional layer and / or the second functional layer in the form of a film material can offer the advantage that they can be rolled up and / or unrolled and applied in an optimized manner to the surface area of the first component or the surface area of the second component.
Alternativ zur Herstellung der ersten Funktionsschicht und/oder zweiten Funktionsschicht aus einem Folienmaterial kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht aus einem Filament, beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt sind und/oder werden. Hierauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen.As an alternative to producing the first functional layer and / or the second functional layer from a film material, it can be provided that the first functional layer and / or the second functional layer are and / or are produced from a filament, for example in a 3D printing process. This will be discussed in more detail below.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Heizeinrichtung eine Laserquelle ist.It can be advantageous if the heating device is a laser source.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht mittels Laserstrahlbeaufschlagung, vorzugsweise mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen und so am ersten Bauteil fixiert wird.According to a preferred embodiment, it can be provided that the first functional layer is melted on by means of a laser beam, preferably by means of a laser beam in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed on the first component.
Die erste Funktionsschicht wird mittels Laserstrahlbeaufschlagung vorzugsweise am ersten Bauteil stoffschlüssig festgelegt.The first functional layer is preferably firmly bonded to the first component by means of exposure to a laser beam.
Die Laserstrahlbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise durch die Heizeinrichtung oder eine weitere Heizeinrichtung.The laser beam is preferably applied by the heating device or a further heating device.
Vorzugsweise wird die zweite Funktionsschicht mittels Laserstrahlbeaufschlagung, insbesondere mittels einer Laserstrahlbeaufschlagung im infraroten Bereich, insbesondere lokal, aufgeschmolzen und so am zweiten Bauteil fixiert.The second functional layer is preferably melted by means of exposure to a laser beam, in particular by means of exposure to a laser beam in the infrared range, in particular locally, and is thus fixed on the second component.
Die zweite Funktionsschicht wird mittels Laserstrahlbeaufschlagung vorzugsweise am zweiten Bauteil stoffschlüssig festgelegt.The second functional layer is preferably firmly bonded to the second component by means of exposure to a laser beam.
Die Laserstrahlbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise durch die Heizeinrichtung oder eine weitere Heizeinrichtung.The laser beam is preferably applied by the heating device or a further heating device.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Laserquelle einen Laserstrahl in einem Wellenlängenbereich von circa 900 nm bis circa 1100 nm, beispielsweise bei circa 1000 nm.According to a preferred embodiment, the laser source generates a laser beam in a wavelength range from approximately 900 nm to approximately 1100 nm, for example at approximately 1000 nm.
Durch das Aufschmelzen der ersten und/oder zweiten Funktionsschicht mittels der Laserstrahlbeaufschlagung kann eine berührungslose Erwärmung des ersten amorphen thermoplastischen Materials und/oder des zweiten amorphen thermoplastischen Materials realisiert werden.By melting the first and / or second functional layer by means of the laser beam, contactless heating of the first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material can be realized.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird.It can be provided that a power of the laser beam application is controlled and / or regulated by means of a control and / or regulating device.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung ist vorzugsweise ein Bestandteil der Heizeinrichtung oder einer weiteren Heizeinrichtung.The control and / or regulating device is preferably a component of the heating device or a further heating device.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Temperatursensoreinrichtung zur Messung einer Temperatur der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht. Die Temperatursensoreinrichtung ist insbesondere eine Thermokamera.The control and / or regulating device preferably comprises a temperature sensor device for measuring a temperature of the first functional layer and / or the second functional layer. The temperature sensor device is in particular a thermal camera.
Es kann vorgesehen sein, dass die Thermokamera auf einen Bereich der ersten Funktionsschicht beziehungsweise der zweiten Funktionsschicht fokussiert ist, welcher aufgeschmolzen ist.It can be provided that the thermal camera is focused on an area of the first functional layer or the second functional layer which is melted.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung regelt je nach Signal der Thermokamera die Leistung der Laserstrahlbeaufschlagung.The control and / or regulating device regulates the power of the laser beam application depending on the signal from the thermal camera.
Günstig kann es sein, wenn zuerst die erste Funktionsschicht auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils aufgebracht wird, bevor die zweite Funktionsschicht auf den Oberflächenbereich des zweiten Bauteils aufgebracht wird oder umgekehrt. So kann dieselbe Apparatur zum Aufbringen der Funktionsschichten verwendet werden.It can be favorable if the first functional layer is first applied to the surface area of the first component before the second functional layer is applied to the surface area of the second component, or vice versa. The same apparatus can thus be used to apply the functional layers.
Gemäß einer bevorzugten Variante werden die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht durch Tape-Legen, insbesondere mittels eines Tape-Legers, aufgebracht. According to a preferred variant, the first functional layer and / or the second functional layer are applied by applying tape, in particular by means of a tape layer.
Der Tape-Leger ist vorzugsweise eine Einrichtung zum automatischen Tape-Legen, durch welche ein Folienmaterial auf einem Oberflächenbereich eines Substrats abgerollt und stoffschlüssig mit dem Oberflächenbereich des Substrats verbunden wird. Der Tape-Leger umfasst einen oder mehrere Roboterarme, deren Abschnitte mehrachsig drehbar sind. Als Substrat dienen vorliegend das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil.The tape-laying device is preferably a device for automatic tape-laying, by means of which a film material is unrolled on a surface area of a substrate and is firmly connected to the surface area of the substrate. The tape layer comprises one or more robot arms, the sections of which can be rotated in multiple axes. In the present case, the first component and / or the second component serve as the substrate.
Mittels des Tape-Legers kann vorzugsweise eine Ablegegeschwindigkeit in einem Bereich von circa 6 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min) bis circa 16 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min), insbesondere 7 Meter Folienmaterial pro Minute (m/min), erreicht werden. Die Ablegegeschwindigkeit ist abhängig von der Auswahl des Folienmaterials und dessen Dicke. Die erste Funktionsschicht und/oder die zweite Funktionsschicht werden hierbei von dem jeweiligen Folienmaterial gebildet.The tape layer can be used to achieve a laying speed in a range of approximately 6 meters of film material per minute (m / min) to approximately 16 meters of film material per minute (m / min), in particular 7 meters of film material per minute (m / min) become. The laying speed depends on the selection of the film material and its thickness. The first functional layer and / or the second functional layer are here formed by the respective film material.
Durch die vergleichsweise hohe Ablegegeschwindigkeit kann ein besonders schnelles Aufbringen der Funktionsschichten realisiert werden.The comparatively high depositing speed enables the functional layers to be applied particularly quickly.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform zum Aufbringen durch Tape-Legen kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht mittels einer 3D-Druckvorrichtung in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das erste Bauteil aufgebracht wird. Insbesondere wird die zweite Funktionsschicht mittels einer 3D-Druckvorrichtung in einem 3D-Druckverfahren additiv auf das zweite Bauteil aufgebracht.According to an alternative embodiment for application by tape laying, it can be provided that the first functional layer is applied additively to the first component by means of a 3D printing device in a 3D printing process. In particular, the second functional layer is applied additively to the second component by means of a 3D printing device in a 3D printing process.
Besonders bevorzugt wird ein Filament basiertes 3D-Druckverfahren verwendet.A filament-based 3D printing process is particularly preferably used.
Die 3D-Druckvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Heizeinrichtung, mittels welcher das aufzubringende Material aufgeschmolzen wird, bevor es gemäß einem Druckraster auf den zu bedruckenden Oberflächenbereich des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils in fließfähiger Form aufgebracht wird.The 3D printing device preferably comprises a heating device, by means of which the material to be applied is melted before it is applied in flowable form to the surface area to be printed on the first component and / or the second component in accordance with a printing grid.
Im Falle von pulver-basierten 3D-Druckverfahren - welche sich ebenfalls zur Aufbringung von Funktionsschichten eignen - wird das aufzubringende Material in Pulverform aufgebracht.In the case of powder-based 3D printing processes - which are also suitable for applying functional layers - the material to be applied is applied in powder form.
Vorzugsweise ist das erste Bauteil aus einem teilkristallinen thermoplastischen Material gebildet.The first component is preferably formed from a partially crystalline thermoplastic material.
Insbesondere ist das zweite Bauteil aus einem teilkristallinen thermoplastischen Material gebildet.In particular, the second component is formed from a partially crystalline thermoplastic material.
Bei dem ersten Bauteil und/oder dem zweiten Bauteil handelt es sich vorzugsweise um Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen oder um Polymermatrix-Komposite.The first component and / or the second component are preferably components made of fiber-reinforced plastics or polymer matrix composites.
Als Fasern werden bevorzugt Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern verwendet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden ergänzend oder alternativ zu Glasfasern und/oder Kohlenstoffasern Aramidfasern im Material des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils verwendet. Auch Metallfasern eignen sich ergänzend oder alternativ zu den genannten Fasertypen zur Verwendung im Material des ersten Bauteils und/oder zweiten Bauteils.Glass fibers and / or carbon fibers are preferably used as fibers. According to a further preferred embodiment, in addition to or as an alternative to glass fibers and / or carbon fibers, aramid fibers are used in the material of the first component and / or second component. Metal fibers are also suitable in addition or as an alternative to the fiber types mentioned for use in the material of the first component and / or second component.
Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil bleiben vorzugsweise auch während des Fügens teilkristallin.The first component and / or the second component preferably also remain partially crystalline during the joining.
Bei teilkristallinen thermoplastischen Materialien sind Makromoleküle der Materialien bereichsweise parallel zueinander angeordnet. Bei einem Erstarren einer Polymerschmelze bildet sich eine zumindest partielle Ordnung von Molekülketten. Es bilden sich Kristallisationskeime.In the case of partially crystalline thermoplastic materials, macromolecules of the materials are arranged in areas parallel to one another. When a polymer melt solidifies, an at least partial order of molecular chains is formed. Crystallization nuclei form.
Anschließend lagern sich - ausgehend von den Kristallisationskeimen - Polymerketten aneinander an und bilden sogenannte Kristallite, welche einen Ordnungszustand aufweisen. Typischerweise haben die Kristallite eine Größe in einem Bereich von 15 nm bis 100 nm in einer Dimension. Bei einem weiteren Wachstum der Kristallite bilden sich sogenannte Lamellen. Aus mehreren Lamellen entstehen dann Überstrukturen, wie beispielsweise Sphärolithe. Dabei können die Polymerketten der Makromoleküle auch seitliche Verzweigungen besitzen.Then, starting from the crystallization nuclei, polymer chains attach to one another and form so-called crystallites, which have a state of order. Typically the crystallites have a size in a range from 15 nm to 100 nm in one dimension. If the crystallites continue to grow, so-called lamellae form. Superstructures such as spherulites are then created from several lamellae. The polymer chains of the macromolecules can also have lateral branches.
Ein Kristallinitätsgrad beträgt vorzugsweise circa 20% bis circa 80% bezogen auf ein Gesamtvolumen des teilkristallinen thermoplastischen Materials.A degree of crystallinity is preferably approximately 20% to approximately 80% based on a total volume of the partially crystalline thermoplastic material.
Zu einer mechanischen Verstärkung des Fügebereichs kann vorgesehen sein, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht Fasern umfasst.In order to mechanically reinforce the joining area, it can be provided that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer comprises fibers.
Ergänzend und alternativ kann vorgesehen sein, dass das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht Fasern umfasst.In addition and as an alternative, it can be provided that the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer comprises fibers.
Die Fasern im Material der ersten Funktionsschicht und/oder zweiten Funktionsschicht sind vorzugsweise ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Fasertypen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern.The fibers in the material of the first functional layer and / or second functional layer are preferably selected from one or more of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers.
Die Fasern können als Kurzfasern oder Langfasern vorliegen.The fibers can be present as short fibers or long fibers.
Dies führt zu einer thermoplastischen Fügeverbindung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften.This leads to a thermoplastic joint with improved mechanical properties.
Das Verfahren wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht während des gesamten Verfahrens amorph thermoplastisch bleiben.The method is preferably carried out in such a way that the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer and / or the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer remain amorphous thermoplastic during the entire method.
Dadurch, dass Durchmischungen der Funktionsschichten mit den Materialien des ersten und/oder zweiten Bauteils vermieden werden, ist ein amorphes Erstarren der ersten Funktionsschicht und/oder der zweiten Funktionsschicht begünstigt. Das erste amorphe thermoplastische Material und/oder das zweite amorphe thermoplastische Material können - unter anderem aufgrund von Verarbeitungstemperatur und Verarbeitungszeit - amorph thermoplastisch bleiben. Es kann eine homogene Fügeverbindung ausgebildet werden.Because mixing of the functional layers with the materials of the first and / or second component is avoided, amorphous solidification of the first functional layer and / or the second functional layer is promoted. The first amorphous thermoplastic material and / or the second amorphous thermoplastic material can remain amorphous thermoplastic, inter alia because of the processing temperature and processing time. A homogeneous joint can be formed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil im Fügebereich durch Schweißen miteinander verbunden.According to a preferred embodiment, the first component and the second component are connected to one another in the joining area by welding.
Beim Schweißen werden die erste und die zweite Funktionsschicht bis zu einem Erreichen einer Schweißtemperatur des jeweiligen Materials erhitzt und im Fügebereich unter der Wirkung einer Kraft durch ein Erstarren von Schmelze, durch Diffusion oder auch in fester Phase miteinander verschweißt. Das Aufschmelzen kann durch unterschiedliche Mechanismen erfolgen und durch unterschiedliche Energiequellen gestartet werden.During welding, the first and second functional layers are heated until the respective material reaches a welding temperature and are welded to one another in the joining area under the effect of a force through solidification of the melt, through diffusion or in the solid phase. Melting can take place by different mechanisms and started by different energy sources.
Als bevorzugte Schweißverfahren haben sich Induktionsschweißen, Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen und Vibrationsschweißen erwiesen. Es können jedoch auch andere Schweißverfahren zur Herstellung der Fügeverbindung verwendet werden.Induction welding, resistance welding, ultrasonic welding, laser beam welding and vibration welding have proven to be preferred welding processes. However, other welding methods can also be used to produce the joint.
Beim Induktionsschweißen wird durch ein elektromagnetisches Wechselfeld eine zum Schweißen notwendige Energie berührungslos und vergleichsweise schnell in den Fügebereich eingebracht.With induction welding, the energy required for welding is brought into the joint area without contact and comparatively quickly by means of an alternating electromagnetic field.
Beim Widerstandsschweißen fließt ein elektrischer Strom durch den Fügebereich und hierdurch werden die unterschiedlichen Materialien aufgeschmolzen.During resistance welding, an electric current flows through the joint area and the different materials are melted as a result.
Beim Ultraschallschweißen wird mit Hilfe eines Generators ein hochfrequenter Wechselstrom erzeugt und dieser über ein Koaxialkabel zu einem Ultraschallwandler übertragen, welcher daraus mit Hilfe des piezoelektrischen oder des magnetostriktiven Effekts eine mechanische Ultraschallschwingung erzeugt. Diese Schwingungen werden über ein Amplitudentransformationsstück auf eine Sonotrode übertragen. Die Schwingungen werden unter Druck über eine strukturierte, oft geriffelte, Arbeitsfläche der Sonotrode auf den Fügebereich übertragen. Das Ultraschallschweißen wird gemäß EN ISO 4063: Prozess
Beim Laserstrahlschweißen wird eine zur dauerhaften Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils notwendige Energie durch Laserstrahlbeaufschlagung bereitgestellt.In laser beam welding, the energy required for the permanent connection of the first component and the second component is provided by the application of a laser beam.
Beim Vibrationsschweißen lässt sich zwischen zwei Varianten, einem linearen Vibrationsschweißen und einem orbitalen Vibrationsschweißen, unterscheiden. Abhängig von der Variante werden die zu fügenden Teile - vorliegend das erste und das zweite Bauteil - in unterschiedliche Vibrationen versetzt. Bei beiden Varianten werden die Fügeteile aneinandergepresst und durch Vibration aneinandergerieben. Oszillierende Bewegungen erwärmen das erste und das zweite Bauteil zumindest im Fügebereich und führen zu einem Plastifizieren des Fügebereichs. Nach einem kurzen Abkühlen entwickelt sich dadurch eine dauerhafte Verbindung. Gemäß der linearen Variante kann mit einer Infrarot-Vorwärmung Vibrationsenergie bereitgestellt werden. Das Vibrationsschweißen kann mit vergleichsweise geringen Prozesszeiten durchgeführt werden.In vibration welding, a distinction can be made between two variants, linear vibration welding and orbital vibration welding. Depending on the variant, the parts to be joined - here the first and the second component - are set in different vibrations. In both variants, the parts to be joined are pressed against one another and rubbed against one another by vibration. Oscillating movements heat the first and the second component at least in the joining area and lead to a plasticization of the joining area. After a short cooling down, a permanent bond develops. According to the linear variant, vibration energy can be provided with infrared preheating. Vibration welding can be carried out with comparatively short process times.
Es kann vorgesehen sein, dass zum Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils eine Schweißzusatzschicht verwendet wird. Die Schweißzusatzschicht ist aus einem dritten amorphen thermoplastischen Material gebildet und wird zwischen der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht angeordnet, bevor das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander verbunden werden.It can be provided that an additional welding layer is used to connect the first component and the second component. The welding filler layer is formed from a third amorphous thermoplastic material and is arranged between the first functional layer and the second functional layer before the first component and the second component are connected to one another.
Das dritte amorphe thermoplastische Material umfasst vorzugsweise Fasern. Die Fasern sind bevorzugt ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Fasertypen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern, Aramidfasern.The third amorphous thermoplastic material preferably comprises fibers. The fibers are preferably selected from one or more of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers.
Die Fasern können als Kurzfasern oder Langfasern vorliegen.The fibers can be present as short fibers or long fibers.
Für eine optimierte Fügeverbindung kann es vorteilhaft sein, wenn das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem thermoplastischen Material des ersten Bauteils ist. For an optimized joint connection, it can be advantageous if the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer is weld-compatible with the thermoplastic material of the first component.
Ergänzend oder alternativ ist das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem thermoplastischen Material des zweiten Bauteils.In addition or as an alternative, the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer is weld-compatible with the thermoplastic material of the second component.
Ergänzend oder alternativ ist das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht schweißkompatibel mit dem zweiten amorphen thermoplastischen Material der zweiten Funktionsschicht.Additionally or alternatively, the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer is weld-compatible with the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer.
Ergänzend oder alternativ sind das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht, das dritte amorphe thermoplastische Material der Schweißzusatzschicht und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht schweißkompatibel.In addition or as an alternative, the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer, the third amorphous thermoplastic material of the additional welding layer and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer are weld-compatible.
Die zuvor genannten Elemente sind schweißkompatibel, wenn sie aus den gleichen Polymermaterialien, gegebenenfalls in unterschiedlichen Modifikationen - amorph thermoplastisch und teilkristallin - hergestellt sind.The aforementioned elements are compatible with welding if they are made from the same polymer materials, possibly with different modifications - amorphous thermoplastic and partially crystalline.
Als schweißkompatibel charakterisierte Materialien sind miteinander verschweißbar. Ihre Schmelztemperaturen liegen vorzugsweise in einem gemeinsamen Bereich und unterscheiden sich insbesondere um weniger als 100°C voneinander.Materials characterized as being weldable can be welded to one another. Their melting temperatures are preferably in a common range and in particular differ from one another by less than 100.degree.
Materialkombinationen, welche schweißkompatibel sind, sind vorzugsweise aus dem Lehrbuch
Für Vibrationsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen für amorphe thermoplastische Materialien schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, ABS und PC, ABS und PEI, ABS und PMMA, ABS und PPO, ABS und PS, ABS und PVC, ABS und SAN, ABS und SBC, ABS/PC und PC, ABS/PC und PMMA, HIPS und PS, HIPS und SAN, HIPS und SBC, PC und PC/PBT, PC und PEI, PC und PMMA, PC und PPO, PC und PSU, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PMMA, PES und PSU, PMMA und SAN, PMMA und SBC, PEO und PPO, PPO und PC, PPO und PS, PPO und SAN, PS und SAN, PS und SBC, PSU und PES, PPO und SAN.For vibration welding, for example, the following material combinations for amorphous thermoplastic materials are compatible with welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, ABS and PC, ABS and PEI, ABS and PMMA, ABS and PPO, ABS and PS, ABS and PVC, ABS and SAN, ABS and SBC, ABS / PC and PC, ABS / PC and PMMA, HIPS and PS, HIPS and SAN, HIPS and SBC, PC and PC / PBT, PC and PEI, PC and PMMA, PC and PPO, PC and PSU, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PMMA, PES and PSU, PMMA and SAN, PMMA and SBC, PEO and PPO, PPO and PC, PPO and PS, PPO and SAN, PS and SAN, PS and SBC, PSU and PES, PPO and SAN.
Bei Materialien, welche durch einen Schrägstrich miteinander verbunden sind, handelt es sich um Copolymere.Materials that are linked by a slash are copolymers.
Für Ultraschallschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen für amorphe thermoplastische Materialien schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, PC und ABS/PC, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PC, PEI und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PPO und PC/PBT, PPO und PMMA, PSU und PC/PBT, PVC und ABS, SAN und ABS, SAN und HIPS, SAN und PMMA, SAN und PPO, SBC und ABS, SBC und HIPS, SBC und PS.For example, the following material combinations for amorphous thermoplastic materials are weld-compatible for ultrasonic welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, PC and ABS / PC, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PC, PEI and PC, PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PPO and PC / PBT, PPO and PMMA, PSU and PC / PBT, PVC and ABS, SAN and ABS, SAN and HIPS, SAN and PMMA, SAN and PPO, SBC and ABS, SBC and HIPS, SBC and PS.
Für Induktionsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS/PC und ABS, PC und ABS/PC, PC und PBT, PC/PET und ABS/PC, PC/PET und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PMMA und PBT, PS und ABS, PS und PPO, SAN/ABS und ABS, SAN/SMMA und PMMA, SAN/SMMA und PPO, SAN/SMMA und PS, SBC und ABS, SBC und PMMA, SBC und PS.For example, the following material combinations are compatible with welding for induction welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS / PC and ABS, PC and ABS / PC, PC and PBT, PC / PET and ABS / PC, PC / PET and PC, PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PMMA and PBT, PS and ABS, PS and PPO, SAN / ABS and ABS, SAN / SMMA and PMMA, SAN / SMMA and PPO, SAN / SMMA and PS, SBC and ABS, SBC and PMMA, SBC and PS.
Für Vibrationsschweißen sind beispielsweise folgende Materialkombinationen aus einem amorphe thermoplastischen Material (jeweils zuerst genannt) und einem teilkristallinen thermoplastischen Material (jeweils als zweites genannt) schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und PBT, ABS und PET, ABS/PC und POM, PC und PBT, PC und PET, PC/PBT und PBT, PEI und PBT, PEI und PET.For vibration welding, for example, the following material combinations of an amorphous thermoplastic material (each mentioned first) and a semi-crystalline thermoplastic material (each mentioned second) are weld-compatible: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and PBT, ABS and PET, ABS / PC and POM, PC and PBT, PC and PET, PC / PBT and PBT, PEI and PBT, PEI and PET.
Für Ultraschallschweißen ist beispielsweise die folgende Materialkombination aus einem amorphen thermoplastischen Material (zuerst genannt) und einem teilkristallinen thermoplastischen Material (als zweites genannt) schweißkompatibel: PC/PBT und PBT.For example, the following material combination of an amorphous thermoplastic material (mentioned first) and a semi-crystalline thermoplastic material (mentioned second) is weld-compatible for ultrasonic welding: PC / PBT and PBT.
Das erste amorphe thermoplastische Material und das zweite amorphe thermoplastische Material sind vorzugsweise aus einer der zuvor genannten schweißkompatiblen Materialkombinationen. Besonders bevorzugt für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ist eine Bildung der ersten Funktionsschicht und der zweiten Funktionsschicht jeweils aus PEKK oder PEEK.The first amorphous thermoplastic material and the second amorphous thermoplastic material are preferably composed of one of the aforementioned weld-compatible material combinations. Particularly preferred for applications in the aerospace industry is the formation of the first functional layer and the second functional layer each from PEKK or PEEK.
Insbesondere sind das erste amorphe thermoplastische Material, das zweite amorphe thermoplastische Material und das dritte amorphe thermoplastische Material aus einer der zuvor genannten Materialkombinationen. Hierbei sind jeweils zwei der genannten Elemente aus dem gleichen Material hergestellt. Beispielsweise sind das erste amorphe thermoplastische Material und das zweite amorphe thermoplastische Material identisch und das dritte amorphe thermoplastische Material ist aus einem mit diesem Material schweißkompatiblen Material.In particular, the first amorphous thermoplastic material, the second amorphous thermoplastic material and the third amorphous thermoplastic material are composed of one of the aforementioned material combinations. Two of the named elements are made of the same material. For example, the first amorphous thermoplastic material and the second amorphous thermoplastic material is identical and the third amorphous thermoplastic material is made of a material that is weldable with this material.
Besonders bevorzugt für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ist es, wenn die Schweißzusatzschicht - wie die erste und die zweite Funktionsschicht - aus PEKK oder PEEK gebildet ist.It is particularly preferred for applications in the aerospace industry if the welding filler layer - like the first and second functional layers - is made of PEKK or PEEK.
Das erste Bauteil und das zweite Bauteil sind vorzugsweise aus einer der zuvor genannten schweißkompatiblen Materialkombinationen ausgebildet. In Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil bevorzugt aus PEKK oder PEEK gebildet.The first component and the second component are preferably formed from one of the aforementioned weld-compatible material combinations. In aerospace applications, the first component and the second component are preferably formed from PEKK or PEEK.
Nach dem Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils im Fügebereich kann die resultierende Fügeverbindung getempert werden. So kann eine Festigkeit der Verbindung erhöht werden. Durch das Tempern wird vorzugsweise eine Nachkristallisation des Materials im Fügebereich durchgeführt.After the first component and the second component have been connected in the joint area, the resulting joint can be tempered. In this way, the strength of the connection can be increased. Post-crystallization of the material in the joining area is preferably carried out as a result of the tempering.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils, umfassend:
- - Abtragen eines Bereichs an und/oder in dem ersten Bauteil, wodurch ein Oberflächenbereich entsteht;
- - additives Aufbringen einer ersten Funktionsschicht aus einem ersten amorphen thermoplastischen Material auf den Oberflächenbereich des ersten Bauteils; und
- - Verbinden des ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, auf welches eine zweite Funktionsschicht aus einem zweiten amorphen thermoplastischen Material aufgebracht wurde, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung miteinander verbunden werden.
- - Removal of an area on and / or in the first component, whereby a surface area is created;
- additive application of a first functional layer made of a first amorphous thermoplastic material to the surface area of the first component; and
- Connecting the first component and a second component to which a second functional layer made of a second amorphous thermoplastic material has been applied, the first component and the second component being connected to one another by a method according to the invention for producing a thermoplastic joint.
Das zweite Bauteil ist vorzugsweise ein Bauteil, dessen Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen des abgetragenen Bereichs im ersten Bauteil entsprechen.The second component is preferably a component whose dimensions essentially correspond to the dimensions of the removed area in the first component.
Insbesondere ist das zweite Bauteil komplementär zu dem abgetragenen Bereich des ersten Bauteils ausgebildet.In particular, the second component is designed to be complementary to the removed area of the first component.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reparatur eines ersten Bauteils weist vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung beschriebenen Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung beschriebenen Vorteile auf.The inventive method for repairing a first component preferably has one or more of the features described in connection with the inventive method for producing a thermoplastic joint and / or one or more of the advantages described in connection with the inventive method for producing a thermoplastic joint.
Bevorzugt wird Material des ersten Bauteils in einem beschädigten Bereich des ersten Bauteils abgetragen.Material of the first component is preferably removed in a damaged area of the first component.
Günstig kann es sein, wenn Material abgetragen wird, bis ein im Wesentlichen ebener Bereich entsteht.It can be beneficial if material is removed until an essentially flat area is created.
Die erste Funktionsschicht kann jedoch auch auf gewölbte Bereiche oder Bereiche mit einer Oberflächenstruktur aufgebracht werden. Dies gilt für die zweite Funktionsschicht gleichermaßen.The first functional layer can, however, also be applied to curved areas or areas with a surface structure. This also applies to the second functional layer.
Die Erfindung betrifft ferner eine thermoplastische Fügeverbindung, umfassend ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, welche in einem Fügebereich miteinander verbunden sind, wobei der Fügebereich aus einem amorphen thermoplastischen Material gebildet ist.The invention further relates to a thermoplastic joint connection, comprising a first component and a second component, which are connected to one another in a joint area, the joint area being formed from an amorphous thermoplastic material.
Die erfindungsgemäße thermoplastische Fügeverbindung weißt vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile auf.The thermoplastic joint connection according to the invention preferably has one or more of the features described in connection with the method according to the invention and / or one or more of the advantages described in connection with the method according to the invention.
Das zuvor erwähnte amorphe thermoplastische Material des Fügebereichs umfasst vorzugsweise das erste amorphe thermoplastische Material der ersten Funktionsschicht, optional das dritte amorphe thermoplastische Material der Schweißzusatzschicht, und das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht.The aforementioned amorphous thermoplastic material of the joining area preferably comprises the first amorphous thermoplastic material of the first functional layer, optionally the third amorphous thermoplastic material of the welding filler layer, and the second amorphous thermoplastic material of the second functional layer.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausfü h ru ngsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject matter of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung in einem Zustand vor dem Aufbringen einer ersten Funktionsschicht auf ein erstes Bauteil, wobei die erste Funktionsschicht mittels eines Tape-Legers additiv auf das erste Bauteil aufgebracht wird; -
2 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung in einem Zustand während des Aufbringens der ersten Funktionsschicht auf das erste Bauteil, wobei die erste Funktionsschicht in einem 3D-Druck-verfahren auf das erste Bauteil aufgebracht wird; -
3 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Fügeverbindung aus den1 oder2 , wobei das erste Bauteil, auf dem die erste Funktionsschicht aufgebracht ist, mit einem zweiten Bauteil, auf dem eine zweite Funktionsschicht aufgebracht ist, verbunden wird; -
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer thermoplastischen Fügeverbindung aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil in einem Zustand nach dem Verbinden der Bauteile; -
5 eine Rasterelektronenmikroskopieaufnahme einer amorphen thermoplastischen Funktionsschicht vor dem Fügen eines ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil; und -
6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Reparaturverfahrens eines ersten Bauteils in einem Zustand vor einer Durchführung des Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a method for producing a thermoplastic joint in a state before a first functional layer is applied to a first component, the first functional layer being applied additively to the first component by means of a tape layer; -
2 a further embodiment of a method for producing a thermoplastic joint connection in a state during the application of the first functional layer to the first component, the first functional layer is applied to the first component in a 3D printing process; -
3 a schematic representation of the method for producing a thermoplastic joint from the1 or2 wherein the first component on which the first functional layer is applied is connected to a second component on which a second functional layer is applied; -
4th a schematic representation of an embodiment of a thermoplastic joint connection from a first component and a second component in a state after the components have been connected; -
5 a scanning electron microscope image of an amorphous thermoplastic functional layer prior to joining a first component to the second component; and -
6th a schematic representation of an embodiment of a repair method for a first component in a state before the method is carried out.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.
Verschiedene Ausführungsformen eines Verfahrens zur Herstellung einer Fügeverbindung
Das zweite Bauteil
Das erste Bauteil
Das erste Bauteil
Alternativ zu PEKK können auch andere teilkristalline thermoplastische Materialien mit oder ohne eingebettete Fasern als Material für das erste Bauteil
Beispielsweise eigen sich alternativ zu PEKK oder als Mischung damit eines oder mehrere der folgenden Polymermaterialien in teilkristalliner Modifikation: Polyetheretherketone (PEEK), Flüssigkristallpolymere (LCP), Polyamide (PA), Polybutylenterephthalate (PBT), Polyethylene (PE), Polyetheretherketone (PEEK), Polyethylenterephthalate (PET), Polymethylpentane (PMP), Polyoxymethylene (POM), Polypropylene (PP), Polyphenylensulfide (PPS), thermoplastisch-elastische Polyolefine (TEO), Ultrahochmolekulargewichts-Polyethylene (UHMWPE).For example, as an alternative to PEKK or as a mixture with it, one or more of the following polymer materials in partially crystalline modification are suitable: Polyetheretherketones (PEEK), liquid crystal polymers (LCP), polyamides (PA), polybutylene terephthalates (PBT), polyethylene (PE), polyetheretherketones (PEEK), Polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentane (PMP), polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic-elastic polyolefine (TEO), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).
Das zweite Bauteil
Das erste Bauteil
Das erste Bauteil
Nach einer Bereitstellung des ersten Bauteils
Die erste Funktionsschicht
Als erstes amorphes thermoplastisches Material sind beispielsweise eines oder mehrere der folgenden thermoplastischen Polymermaterialien in amorpher Modifikation geeignet: Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketone (PEEK), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Copolymere (ABS/PC), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), Polystyrole (PS), insbesondere hochschlagfeste Polystyrole (HIPS), Polycarbonate (PC), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat-Copolymere (PC/PBT), Polyethylenimine (PEI), Polyethersulfone (PES), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenoxide (PEO), Polyphenylenether (PPE), Polyethylenglycole (PEG), Polysulfone (PSU), Polyvinylchlorid (PVC), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Styrol-Acrylnitril/Styrol-Methacrylsäuremethylester-Copolymer (SAN/SMMA), Styrol-Butadien-Copolymere (SBC).As the first amorphous thermoplastic material, for example, one or more of the following thermoplastic polymer materials in amorphous modification are suitable: polyether ketone ketones (PEKK), polyether ether ketones (PEEK), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate copolymers ( ABS / PC), acrylonitrile-styrene-acrylate copolymers (ASA), polystyrenes (PS), especially high-impact polystyrenes (HIPS), polycarbonates (PC), polycarbonate-polybutylene terephthalate copolymers (PC / PBT), polyethyleneimines (PEI), polyether sulfones (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene oxide (PEO), polyphenylene ether (PPE), polyethylene glycol (PEG), polysulfone (PSU), polyvinyl chloride (PVC), Styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), styrene-acrylonitrile / styrene-methacrylic acid methyl ester copolymer (SAN / SMMA), styrene-butadiene copolymers (SBC).
Das zweite amorphe thermoplastische Material der zweiten Funktionsschicht
Vorliegend sind die erste Funktionsschicht
Die erste Funktionsschicht
Die erste Funktionsschicht
Zum Abrollen wird vorliegend ein Tape-Leger
Die erste Funktionsschicht
Der Tape-Leger
Eine Geschwindigkeit von abgelegtem Folienmaterial
Während des Abrollens der ersten Funktionsschicht
Die Heizeinrichtung
Die Laserstrahlbeaufschlagung
Vorliegend wird für die Laserstrahlbeaufschlagung
Die Heizeinrichtung
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
Eine Schutzgasatmosphäre ist während des Tape-Legens nicht notwendig. Bei sauerstoffempfindlichen Polymermaterialien kann das Tape-Legen jedoch auch unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.A protective gas atmosphere is not necessary during tape laying. In the case of oxygen-sensitive polymer materials, however, the tape-laying can also be carried out under a protective gas atmosphere.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
Sinkt die Temperatur der ersten Funktionsschicht
Steigt die Temperatur der ersten Funktionsschicht
Durch das Aufschmelzen des ersten thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht
Zum Aufschmelzen wird die erste Funktionsschicht
Bei einem Abkühlen der ersten Funktionsschicht
Das Material des ersten Bauteils
Das Material des ersten Bauteils
In Ausführungsformen, in welchen das erste Bauteil
Zur Verstärkung eines Fügebereichs
Laserstrahlen der Laserquelle können verbessert mit Kohlenstofffasern des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht
Für ein Induktionsschweißverfahren sind Schichten aus amorphen thermoplastischen Materialien mit Metallfasern als Funktionsschichten
Durch das zuvor beschriebene Aufbringen durch Tape-Legen, wird die erste Funktionsschicht
Anschließend wird wie zuvor exemplarisch für das Aufbringen der ersten Funktionsschicht
Die Ausführungen bezüglich des Materials des ersten Bauteils
Die Ausführungen bezüglich des ersten amorphen thermoplastischen Materials der ersten Funktionsschicht
Eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Fügen eines ersten Bauteils
Die weitere Ausführungsform des Verfahrens unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in
Hierzu wird ein Applikationselement
Beispielsweise wird ein FFF-Verfahren (fused filament fabrication-Verfahren) zur Herstellung der ersten Funktionsschicht
Zur Erwärmung einer Oberfläche, auf welche aufgedruckt wird, und/oder zum Aufschmelzen des Filaments umfasst die 3D-Druckvorrichtung
Das Applikationselement
Es kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenbereich
Auch eine Leistung der Heizvorrichtung
Im Übrigen stimmt die in
Nachdem gemäß einer der in den
Zum Verbinden werden das erste Bauteil
Mittels der Schweißvorrichtung
Dabei kann die Schweißvorrichtung
Die Schweißzusatzschicht
Das Verschweißen des ersten Bauteils
Wie bereits im Zusammenhang mit
Alternativ zur Ausbildung aus dem gleichen Polymermaterial in unterschiedlichen Modifikationen kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht
Im Falle von Ultraschallschweißen können die erste Funktionsschicht
Die erste Funktionsschicht
Im Falle von Vibrationsschweißen können die erste Funktionsschicht
- PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS und ABS/PC, ABS und PC, ABS und PEI, ABS und PMMA, ABS und PPO, ABS und PS, ABS und PVC, ABS und SAN, ABS und SBC, ABS/PC und PC, ABS/PC und PMMA, HIPS und PS, HIPS und SAN, HIPS und SBC, PC und PC/PBT, und PC und PEI, PC und PMMA, PC und PPO, PC und PSU, PC/PBT und ABS/PC, PC/PBT und PMMA, PES und PSU, PMMA und SAN, PMMA und SBC, PEO und PPO, PPO und PC, PPO und PS, PPO und SAN, PS und SAN, PS und SBC, PSU und PES, PPO und SAN.
- PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS and ABS / PC, ABS and PC, ABS and PEI, ABS and PMMA, ABS and PPO, ABS and PS, ABS and PVC, ABS and SAN, ABS and SBC, ABS / PC and PC, ABS / PC and PMMA, HIPS and PS, HIPS and SAN, HIPS and SBC, PC and PC / PBT, and PC and PEI, PC and PMMA, PC and PPO, PC and PSU, PC / PBT and ABS / PC, PC / PBT and PMMA, PES and PSU, PMMA and SAN, PMMA and SBC, PEO and PPO, PPO and PC, PPO and PS, PPO and SAN, PS and SAN, PS and SBC, PSU and PES , PPO and SAN.
Im Falle von Induktionsschweißen sind folgende Materialkombinationen schweißkompatibel: PEKK und PEKK, PEEK und PEEK, PEKK und PEEK, ABS/PC und ABS, PC und ABS/PC, PC und PBT, PC/PET und ABS/PC, PC/PET und PC, PMMA und ABS, PMMA und ABS/PC, PMMA und PC, PMMA und PBT, PS und ABS, PS und PPO, SAN/ABS und ABS, SAN/SMMA und PMMA, SAN/SMMA und PPO, SAN/SMMA und PS, SBC und ABS, SBC und PMMA, SBC und PS.In the case of induction welding, the following material combinations are compatible with welding: PEKK and PEKK, PEEK and PEEK, PEKK and PEEK, ABS / PC and ABS, PC and ABS / PC, PC and PBT, PC / PET and ABS / PC, PC / PET and PC , PMMA and ABS, PMMA and ABS / PC, PMMA and PC, PMMA and PBT, PS and ABS, PS and PPO, SAN / ABS and ABS, SAN / SMMA and PMMA, SAN / SMMA and PPO, SAN / SMMA and PS , SBC and ABS, SBC and PMMA, SBC and PS.
Auch das Material der Schweißzusatzfolie
Die Fügeverbindung
Nach dem Fügen sind Übergänge zwischen der ersten Funktionsschicht
In
Wie schematisch angedeutet, hat die erste Funktionsschicht
Es wird deutlich, dass zumindest der obere Bereich der ersten Funktionsschicht
Aus der Rasterelektronenmikroskopieaufnahme ist ersichtlich, dass - im Unterschied zu Materialübergängen innerhalb des Fügebereichs
Eine Ausführungsform eines Reparaturverfahrens zur Reparatur eines ersten Bauteils
Die in
Das erste Bauteil
Anschließend wird - wie im Zusammenhang mit den
Eine dem ersten Bauteil
Die Funktionsschichten
Abmessungen des zweiten Bauteils
Bezugszeichenliste List of reference symbols
- 100100
- erstes Bauteilfirst component
- 102102
- zweites Bauteilsecond component
- 104104
- erste Funktionsschichtfirst functional layer
- 106a106a
- OberflächenbereichSurface area
- 106b106b
- OberflächenbereichSurface area
- 106c106c
- OberflächenbereichSurface area
- 108108
- FolienmaterialFoil material
- 110110
- Tape-LegerTape-Layers
- 112112
- RoboterarmRobotic arm
- 114114
- HeizeinrichtungHeating device
- 116116
- LaserquelleLaser source
- 118118
- LaserstrahlbeaufschlagungLaser beam exposure
- 120120
- Steuerungs- und/oder RegelungseinrichtungControl and / or regulating device
- 122122
- ThermokameraThermal camera
- 124124
- FügebereichJoining area
- 125125
- FügeverbindungJoint connection
- 126126
- zweite Funktionsschichtsecond functional layer
- 130130
- 3D-Druckvorrichtung3D printing device
- 132132
- ApplikationselementApplication element
- 134134
- Steuerungs- und/oder RegelungseinrichtungControl and / or regulating device
- 135135
- SchweißvorrichtungWelding device
- 136136
- SchweißzusatzschichtWelding filler layer
- 140140
- beschädigter Bereichdamaged area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- „Engineering Design with Polymers and Composites“, von J.C. Gerdeen et al., zweite Edition, 2011, Verlag Taylor & Francis [0108]Engineering Design with Polymers and Composites, by J.C. Gerdeen et al., Second edition, 2011, Verlag Taylor & Francis [0108]
Claims (15)
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R003 | Refusal decision now final |