Heissluftnieten

Durch das Nieten werden unlösbare formschlüssige Verbindungen hergestellt. Die Verbindung wird durch das Um- bzw. Urformen des thermoplastischen Kunststoffes erreicht. Bei diesem Verfahren werden meist nur punkt- oder segmentartige Fügenähte realisiert. Im Gegensatz zum Schweißen von zwei Bauteilen können keine dichten Verschweißungen erreicht werden. Eine besondere Variante dieses Verfahrens ist das Fügen von Kunststoffen mit Metallen, Textilien und Pappe.

Häufig eingesetzt wird das Verfahren bei Holzdekorteilen, in denen eine Chromzierleiste eingebettet wird.

Nieten von Kunststoffen

Eigenschaften:

• Fügen der Bauteile durch Um- oder Urformen
• Herstellung einer punkt- bzw. segmentartigen Fügenaht
• Überlappung der Fügenaht erforderlich
• Ein Fügepartner muss ein Durchgangsloch aufweisen

Vorteile:

• Verbindungen von artfremden und gleichen Kunststoffen
• Verbindungen von Kunststoffen mit Metallen, Textil oder Pappe
• Kostengünstige Montage- bzw. Verbindungstechnik

Im Gegensatz zum Ultraschall-Nieten lässt sich das thermische Nieten problemlos bei Blech/Kunststoff– Verbindungen anwenden, da keine schwingenden Werkzeuge die Bleche berühren und somit die Verbindung gefährden. Besonders bei schweißtechnisch kritischen Kunststoffen wie POM oder PA-GF, die beim Ultraschall–Nieten zum Verspröden neigen, erzielt das thermische Nieten eine sehr hohe Fügequalität. Von großem Nutzen ist das Verfahren auch dort, wo Verschmutzungen der Teile durch ein Abspalten versprödeter Partikel aus Sicherheitsgründen unbedingt vermieden werden müssen.

Heissluftnieten

Das Heißluftnieten arbeitet in der Aufwärmphase kontaktlos. Ein kontinuierlich umlaufender Heißluftstrom erwärmt den Nietzapfen. Hier erfolgt die Ausformung des Nietkopfes mit einem Kaltstempel in einer separaten Station. Durch die nachgeschaltete Kühlphase unter Druckeinfluss und Formzwang wird eine geringere Relaxation des Kunststoffes erreicht. Die Erwärmungstemperatur liegt in der Regel höher als 300 °C. Um gleichbleibende Prozessbedingungen beim Erwärmen zu erhalten, ist eine übergreifende Steuerung und Regelung aller Parameter unumgänglich.

Entscheidenden Einfluss hat die Luftmengen-Überwachung. Die Ausströmdüse bestimmt als weiteres wichtiges Element die Luftführung. Sie wird je nach Anwendungsfall gestalterisch ausgelegt und angepasst. Somit treten beim Heißluftnieten ebenfalls nur geringe Relaxationsprozesse auf, so dass feste Verbindungen mit einem sehr guten Presssitz erreicht werden. Mit diesem Verfahren können grundsätzlich alle thermoplastischen Kunststoffe bearbeitet werden.

Grundprinzip

Zweitaktprozess:

• Aufwärmphase des Nietzapfen kontaktlos
• Ausformung des Nietzapfens in separater Kaltstempelstation
• Kaltstempel kühlt Nietkopf ab

Vorteile:

• hohe Nietqualität
• keine Materialanhaftung
• homogene Erwärmung des Nietzapfens

Nachteile:

• lange Prozesszeiten, Maschinenzykluszeiten >20 Sekunden

Grundablauf:

• Artikel in Aufnahme legen und Schiebetisch verfährt nach hinten (Arbeitsbereich)
• Bauteil/ Dom werden in der rechten Seite plastifiziert
• Artikelaufnahme verfährt zur linken Seite
• Bauteil/ Dom werden mit Kaltstempel verformt
• Aufnahme verfährt nach vorne zur Entnahme

Im allgemeinen werden die Anlagen zum Nieten der Kunststoffteile als Zweitakt-Anlage ausgeführt. Eine Möglichkeit zur Verkürzung der Gesamtzykluszeit für den Nietprozess ist der Einsatz von Rundtakttischen. In dem oberen aufgeführten Beispiel ist eine Durchreiche aus Kunststoff mit einem Metallblech zu vernieten. In der Heizstation wird die erforderliche Wärme durch Wärmeeinleitung in die Nietzapfen eingebracht. In einer zweiten Station, der Kaltstempeleinheit, werden die homogen erwärmten Nietzapfen unter Druckeinfluss und Formzwang ausgeformt.

Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung ist eine fachgerechte und anwendungsbezogene Fügenaht-Gestaltung. Gerne stehen wir Ihnen bei der schweißgerechten Auslegung Ihrer Kunststoffteile mit Rat und Tat zur Verfügung.

Bedingt durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften der thermoplastischen Kunststoffe und die hieraus resultierenden Randbedingungen beim Plastifizieren sind die einzelnen Verfahrensvarianten entstanden. Der Vorteil dieser Verfahren besteht darin, dass gerade Kunststoff-Metallverbindungen bzw. artfremde Werkstoffe mit einem spielfreien Presssitz hergestellt werden können. Dabei werden Festigkeitswerte im Bereich der Materialkennwerte des Kunststoffes erzielt. Speziell durch die Weiterentwicklung des Heißluftnietens ist in jüngster Zeit ein weites Anwendungsspektrum im Bereich von Hybridbauteilen entstanden.

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