Spanende Bearbeitung
Bei der spanenden Bearbeitung sind einige Besonderheiten zu beachten:
Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit staut sich Wärme an der Werkzeugschneide, dadurch können Duroplaste verbrennen, Thermoplaste können sich bis zum Erweichen vrformen. Gute Spanabfuhr und Kühlen mit Druckluft verhindern Schäden am Werkstück und das Ausglühen des Werkzeuges. Schmiermittel wie Bohremulsion dürfen nie verwendet werden, weil sie die Kunststoffoberfläche anlösen könnten.
Der ideale Schneidstoff für Duroplaste ist Hartmetall – Kennfarbe – rot.
Für Thermoplaste hat sich HSS bewährt.
Verfahren | Schnittgeschw. In m/min | Vorschub in mm | Spanwinkel | Freiwinkel |
Drehen | 200...500 | 0,1...0,5 | 0...15° | 5...15° |
Bohren | 50...100 | 0,1...0,3 | 25...30° | 15° |
Sägen | 3000 | 0,1...0,3 | 0...15° | 10...15° |
Ist der zu bearbeitende Kunststoff unbekannt gilt die Regel:
Lassen sich heiße Späne bleibend im plastischen Zustand verformen, so liegt ein Thermoplast vor, in allen anderen Fällen handelt es sich um Duroplaste oder Elastomere
Erkennen von Kunststoffen:
Ein Stück des unbekannten Kunststoffes anzünden, dabei die Flamme und den Geruch beobachten
schwarzer Rauch und beißender Geruch, selbstlöschend | PVC |
ohne Rauch, Material tropft beim Verbrennen wie eine Kerze ab und riecht nach Wachs, nicht selbstlöschend | Polyethylen |
ohne Rauch, Material tropft beim Verbrennen wie eine Kerze ab und riecht nach verbranntem Öl, nicht selbstlöschend | Polypropylen |
Ohne Rauch, fadenziehend, riecht nach verbranntem Horn, nicht selbstlöschend | Polyamid |
Gelblich rußender Rauch, riecht süßlich, selbstverlöschend | Polycarbonat |
Schwarzer Rauch, Rußflocken und süßlicher Geruch, nicht selbstverlöschend | Gummi |
Umformen von Kunststoffen
Umformen ist die Weiterverarbeitung von Halbzeugen aus Thermoplasten zu Formteilen
Thermoplaste nehmen bei Erwärmung gummielastischen Zustand an – man kann sie ohne großen Kraftaufwand manuell oder maschinell umformen.
Beim Abkühlen muss die Formkraft aufrechterhalten werden, bis das Werkstück fest und formstabil geworden ist.
Die Umformtemperatur liegt zwischen Erweichungs- und Fließtemperatur des Kunststoffs.
- große Umformgrade sind dabei möglich. Allerdings ist in diesem Bereich auch das Rückstellverhalten am größten. Man beobachtet den sogenannten „Memoryeffekt“. Beim Wiedererwärmen des Bauteils „erinnert“ sich der Thermoplast an seine ursprüngliche Form – die Molekülfäden wollen ihre alte Form wieder einnehmen – eine gekantete Platte ebnet sich selbst.
Umformtemperatur, - grad und - geschwindigkeit sind deshalb so aufeinander abzustimmen, dass der gewünschte Umformgrad bei geringem Rückstellvermögen erreicht wird
Fügen von Kunststoffen
Die Art des Kunststoffes bestimmt die Fügetechnik: Bei Thermoplasten überwiegt das Schweißen, bei Duroplasten und Elastomeren wird ausschließlich das Kleben angewandt. Beide Verfahren erfordern große Kenntnisse über Verfahren und verhalten der beteiligten Stoffe.
Schweißen von Thermoplasten
Das Kunststoffschweißen ist nach DIN 1910 definiert als Verbinden von thermoplastischen Kunststoffen unter Anwendung von Wärme und Druck mit oder ohne Zusatzwerkstoff. Im Gegensatz zu Metallen liegt keine homogene Verbindung einer Schmelze vor, sondern die Fadenmoleküle der Thermoplaste verschlingen sich im plastischen Zustand durch Druckeinwirkung untereinander. Die erreichbare Festigkeit liegt bei ca. 75% des Grundwerkstoffes.
Maßgebend für ein gutes Arbeitsergebnis sind:
Ø richtige werkstoffabhängige Schweißtemperatur
Ø ausreichende Einwirkzeit des Heizgases
Ø angepasster Anpressdruck.
Ohne Probleme können nur gleichartige Thermoplaste miteinander verschweißt werden, z.B. nur Weich-PVC mit Weich-PVC oder PE-Rohre untereinander.
Ausnahme: PVC-U kann auch mit PMMA zufriedenstellend verschweißt werden.
Warmgasschweißen
Es ist das älteste Verfahren und mit dem Schweißen von Metallen vergleichbar. Im elektrisch beheizten Warmgasschweißgerät wird ein Luftstrom durch ein Gebläse aufgeheizt. Richtet man diesen Heißluftstrom auf die Fügeteile, so plstifiziert der Kunststoff an den Fügeflächen und vereinigt sich mit dem Zusatzwerkstoff zu einer unlösbaren Verbindung.
