Kunststoffe mit Mikrowellen schweißen

Neues Verfahren nutzt elektromagnetischen Wellen zum Kunststoff-Schweißen

Pfinztal (pte021/05.04.2000/11:15)

Mikrowellen werden vielfältig eingesetzt: Sie trocknen Holz, härten Gummi aus, und - dank Mikrowellenherd - sorgen sie dafür, dass schnell eine warme Mahlzeit auf den Tisch kommt. Insbesondere für das Erwärmen von Essen reicht es aus, wenn sich die elektromagnetischen Wellen ungleichmäßig im Raum verteilen. Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) http://www.ict.fhg.de in Pfinztal fanden einen Weg, Mikrowellen jetzt auch gezielt und genau definiert einzusetzen. Gemeinsam mit der Firma WIDOS Kunststoffschweißtechnik GmbH und der Mügge Electronic GmbH entwickelten sie ein Verfahren, mit dem sie Kunststoffe zusammenschweißen können.

In der Medizintechnik, der Chemie- und Pharmaindustrie, aber vor allem in den Halbleiterfabriken erfolgt die Produktion in Reinräumen. Damit die verschiedenen Stoffe, etwa die Chemikalien für den Ätzvorgang, beim Transport keine Partikel aus den Leitungen aufnehmen, werden sie meist in Kunststoff-Rohren befördert. "Das bevorzugte Material für Rohrleitungen in Reinraumsystemen ist Polyvinylidenflourid, kurz PVDF", erklärt Dr. Rudolf Emmerich vom ICT. "Es hält hohe Temperaturen aus, ist sehr glatt und Chemikalien können ihm nichts anhaben." Der Nachteil: Andere Kunststoff-Rohre aus PVC lassen sich per Stecksystem zusammensetzen. PVDF muss aus Sicherheitsgründen jedoch geschweißt werden.

"Wir suchten eine Alternative zu gängigen Schweißverfahren, die viel Energie kosten und oft schwer zu kontrollieren sind", berichtet der ICT-Forscher weiter. Ihre Lösung: Mikrowellen, denn sie übertragen die Wärme optimal in den Kunststoff. Anders als beim Mikrowellenherd in der heimischen Küche werden die elektromagnetischen Wellen in einem offenen System mit Hilfe einer Antenne in den Kunststoff übertragen. So lässt sich das Material gleichmäßig erwärmen und mit gleichbleibender Qualität gezielt verschweißen. Ein Prototyp der Mikrowellenanlage steht am ICT. Die Firma WIDOS baut nun auf dieser Grundlage eine Serienmaschine auf. Dort können dann Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 90 Millimeter verschweißt werden. Informationen: Dr. Rudolf Emmerich, ICT, E-Mail: rem@ict.fhg.de (idw) (Ende)