Das Schweißen von Kunststoffen ist häufig einer der letzten Schritte im Produktentstehungs­prozess. Kritisch für die erforderliche Güte des Schweißprozesses ist, dass sich jede Abweichung aus vorhergehenden Prozessschritten des Materials sowie aus dem Schweißprozess selbst auf die spätere Fügeteilqualität auswirken. Hierbei liefert die material- und prozessabhängige Wulstausbildung während des Schweißprozesses wichtige Hinweise zur Qualität der Fügeverbindung. Eine abschließende optische Sichtkontrolle der Schweißwulst ist daher bereits Bestandteil aller gängigen Richtlinien, wie zum Beispiel der DVS 2202-1.

Diese optische Bewertung hängt jedoch stark vom Wissen, Erfahrung und dem subjektiven Eindruck des Begutachters ab, sodass Fehler beispielsweise durch mangelnde Kenntnisse, Zeitdruck oder Ermüdung des Personals nicht erkannt werden.

In dem von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung geförderten Forschungsvorhabens (21023 N) des Kunststoff-Zentrums SKZ in Würzburg soll deshalb ein System zur personenunabhängigen Kontrolle des Schweißwulstes auf Basis zweier verschiedener optischer Oberflächensensoren (Laserprofil und Streifenprojektion) entwickelt werden. Ergänzend soll die Entwicklung einer entsprechenden Software eine automatische Auswertung und Dokumentation der Wulstgeometrie ermöglichen.

On- und Offline-Bewertung möglich

Je nach Sensor kann das System den zeitlichen Verlauf des Wulstaufbaus online oder den fertig ausgebildeten Schweißwulst on- und offline bewerten. Zur Entwicklung des Messsystems und nachfolgender Optimierung werden Schweißversuche mit material- und prozessabhängigen Wulstaustrieb mit verschiedenen Kunststoffen durchgeführt. Die Ausbildung des Wulstprofils soll als Qualitätsmerkmal genutzt werden. Dazu werden die Daten des Wulstprofils mit den mechanischen Kurzzeitfestigkeiten der Schweißverbindung verglichen und gegenübergestellt. Zum Abschluss wird das entwickelte System an industriellen Bauteilen erprobt.

Interessierte Unternehmen sind zu einer kostenlosen Teilnahme am projektbegleitenden Ausschuss herzlich eingeladen. Die nächste Projektsitzung findet Anfang Juli 2021 statt.

Das Vorhaben 21023 N der Forschungsvereinigung „Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V.“ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.