Hochfrequenz-Schweißmaschine Hersteller/RF PVC-Schweißmaschine zum Schweißen von Kunststoff, etc.
Hochfrequenzschweißenbekannt als Radiofrequenz (RF) oder dielektrisches Schweißenist der Prozess des Verschmelzens von Materialien durch Anwendung von Hochfrequenzenergie auf die zu verbindenden Bereiche. Die entstehende Schweißnaht kann genauso fest sein wie die ursprünglichen Materialien. Das HF-Schweißen beruht auf bestimmten Eigenschaften des zu schweißenden Materials, das in einem schnell wechselnden elektrischen Feld Wärme erzeugt. Das bedeutet, dass nur bestimmte Werkstoffe mit dieser Technik geschweißt werden können. Bei diesem Verfahren werden die zu verbindenden Teile einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld (meist 27,12 MHz) ausgesetzt, das normalerweise zwischen zwei Metallstäben angelegt wird. Diese Stäbe dienen während der Erwärmung und Abkühlung auch als Druckapplikatoren. Das dynamische elektrische Feld versetzt die Moleküle in polaren Thermoplasten in Schwingung. Je nach ihrer Geometrie und ihrem Dipolmoment können diese Moleküle einen Teil dieser Schwingungsbewegung in Wärmeenergie umwandeln und eine Erwärmung des Materials bewirken. Ein Maß für diese Wechselwirkung ist der Verlustfaktor, der temperatur- und frequenzabhängig ist.
Polyvinylchlorid (PVC) und Polyurethane sind die gebräuchlichsten Thermoplaste, die mit dem HF-Verfahren geschweißt werden können. Auch andere Polymere wie Nylon, PET, PET-G, A-PET, EVA und einige ABS-Harze können mit dem HF-Verfahren geschweißt werden, doch sind hierfür besondere Bedingungen erforderlich. So sind Nylon und PET schweißbar, wenn zusätzlich zur HF-Leistung vorgewärmte Schweißstäbe verwendet werden.
Das HF-Schweißen ist im Allgemeinen nicht für PTFE, Polycarbonat, Polystyrol, Polyethylen oder Polypropylen geeignet. Aufgrund der drohenden Einschränkungen bei der Verwendung von PVC wurde jedoch eine spezielle Polyolefinsorte entwickelt, die sich für das HF-Schweißen eignet.
Die Hauptfunktion des HF-Schweißens besteht darin, eine Verbindung zwischen zwei oder mehr Blechdicken herzustellen. Es gibt eine Reihe von optionalen Funktionen. Das Schweißwerkzeug kann graviert oder profiliert werden, um dem gesamten geschweißten Bereich ein dekoratives Aussehen zu verleihen, oder es kann eine Prägetechnik eingesetzt werden, um Schriftzüge, Logos oder dekorative Effekte auf den geschweißten Teilen anzubringen. Durch die Einbindung einer Schneidkante neben der Schweißfläche kann das Verfahren gleichzeitig schweißen und schneiden. Durch die Schneide wird der heiße Kunststoff so weit zusammengedrückt, dass das überschüssige Material abgerissen werden kann; daher wird dieses Verfahren oft als Aufreißschweißen bezeichnet.
Ein typisches Kunststoffschweißgerät besteht aus einem Hochfrequenzgenerator (der den Hochfrequenzstrom erzeugt), einer pneumatischen Presse, einer Elektrode, die den Hochfrequenzstrom auf das zu schweißende Material überträgt, und einer Schweißbank, die das Material fixiert. Die Maschine kann auch eine Erdungsschiene haben, die oft hinter der Elektrode angebracht ist und den Strom zurück zur Maschine leitet (Erdungspunkt). Es gibt verschiedene Arten von Kunststoffschweißmaschinen, die häufigsten sind Planenmaschinen, Verpackungsmaschinen und automatische Maschinen.
Durch die Einstellung des Geräts kann die Feldstärke an das zu schweißende Material angepasst werden. Beim Schweißen ist die Maschine von einem Hochfrequenzfeld umgeben, das bei zu starker Ausprägung den Körper etwas erwärmen kann. Davor muss der Bediener geschützt werden. Die Stärke des Hochfrequenzfelds hängt auch von der Art des Geräts ab, das verwendet wird. Im Allgemeinen haben Geräte mit sichtbaren offenen Elektroden (nicht abgeschirmt) stärkere Felder als Geräte mit geschlossenen Elektroden.
Bei der Beschreibung von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern wird häufig die Frequenz des Feldes genannt. Die zulässigen Frequenzen für Kunststoffschweißgeräte sind 13,56, 27,12 oder 40,68 Megahertz (MHz). Die gängigste industrielle Frequenz für das HF-Schweißen ist 27,12 MHz.
Die Hochfrequenzfelder eines Kunststoffschweißgeräts breiten sich um das Gerät herum aus, aber meist ist das Feld nur in unmittelbarer Nähe des Geräts so stark, dass Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen. Die Stärke des Feldes nimmt mit der Entfernung von der Quelle stark ab. Die Stärke des Feldes wird in zwei verschiedenen Maßeinheiten angegeben: Die elektrische Feldstärke wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen, die magnetische Feldstärke in Ampere pro Meter (A/m). Beide Werte müssen gemessen werden, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie stark das Hochfrequenzfeld ist. Der Strom, der durch Sie fließt, wenn Sie das Gerät berühren (Kontaktstrom), und der Strom, der beim Schweißen durch den Körper fließt (induzierter Strom), müssen ebenfalls gemessen werden.
Vorteile der Hochfrequenzschweißtechnik
- Die HF-Versiegelung erfolgt von innen nach außen, indem das Material selbst als Wärmequelle genutzt wird. Die Wärme wird auf das Schweißziel fokussiert, so dass das umgebende Material nicht überhitzt werden muss, um eine Zieltemperatur an der Verbindung zu erreichen.
- Mit HF-Erwärmung wird nur erzeugt, wenn das Feld unter Strom steht. Sobald der Generator zyklisch arbeitet, wird die Wärme abgeschaltet. Dadurch lässt sich die Energiemenge, die das Material während des gesamten Zyklus erfährt, besser kontrollieren. Außerdem strahlt die HF-Wärme nicht von der Matrize ab wie bei einer beheizten Matrize. Dies verhindert, dass das Material, das an die Schweißnaht angrenzt, durch die Hitze zersetzt wird.
- HF-Werkzeuge werden in der Regel "kalt" betrieben. Das bedeutet, dass das Material nach dem Abschalten der HF nicht mehr erwärmt wird, aber weiterhin unter Druck steht. Auf diese Weise ist es möglich, das Material unter Druck sofort zu erhitzen, zu schweißen und abzukühlen. Mehr Kontrolle über die Schweißnaht führt zu mehr Kontrolle über die resultierende Extrusion und erhöht somit die Schweißnahtfestigkeit.
- HF-Schweißnähte sind "sauber", denn das einzige Material, das zur Herstellung einer HF-Schweißnaht benötigt wird, ist das Material selbst. Es gibt keine Klebstoffe oder Nebenprodukte, die bei HF
