Forskare vid Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS i Dresden har utvecklat en fogpistol som skapar en koppling mellan metall och termoplastmaterial inom några sekunder. Denna pistol är av en modulär design och kan enkelt integreras i produktionsprocessen, till exempel genom att montera på en robotarm istället för en punktsvetspistol. Vid förhandsvisningen inför Hannovermässan den 24 januari, 2019 på mässområdet i Hall 19, vetenskapsmannen Annett Klotzbach kommer att visa fördelarna med sammanfogningspistolen.

Den HeatPressCool-integrativa processen HPCI

Kopplingen av plast och metall utgör en utmaning, på grund av de två materialens olika fysikaliska egenskaper. Alla konventionella sammanfogningsalternativ, såsom bindningar med lim eller nitar har sina nackdelar:lim behöver tid för att härda, vilket försenar vidare handläggning. Plast kan lätt skadas vid nitning. Vidare, både limning och nitning kräver ytterligare material vilket ökar produktionskostnaderna.

Den HeatPressCool-integrativa processen, utvecklat vid Fraunhofer IWS Dresden, är integrerad i skarvpistolen vilket möjliggör direkt och exakt bindning mellan metall- och plastkomponenter på några sekunder. Under denna process, de två materialen pressas samman och metallen vid bindningspunkten utsätts för riktad induktiv värme. Detta gör att det termoplastiska materialet delvis smälter, vilket i sin tur direkt bildar en fast bindning med metallen när plasten stelnar.

Stabilare anslutning genom förbehandling av metallen

Fraunhofer IWS-forskarna förbehandlar metallen med laser för att optimera vidhäftningen mellan metall och plast för att skapa förankringsstrukturer.

"Det speciella med denna process är att vi använder laserablation för att borra relativt djupt i metallen, till ett djup av upp till hundra mikrometer, där plasten kan tränga in och sedan svalna, kontrakt och bildar en säker passform i denna struktur. Detta genererar ett mycket stabilt band", säger Annett Klotzbach.

Enkel applicering i beprövad systemteknik

För att integrera fogpistolen i den befintliga systemtekniken i tillverkningsoperationer, det ger en modulär struktur. Det kan, till exempel, monteras på en robotarm istället för en punktsvetspistol. Skarvpistolen kan appliceras varhelst metall och plast behöver limmas exakt, till exempel i fordonskarosskonstruktioner inom bilindustrin eller för rostfria stålpaneler i kylskåp eller diskmaskiner.