Abschnitt 12 - 12 Fügen
Schrauben
Zum Fügen von Kunststoffteilen eignen sich Direktverschraubungen. Die Teile sollten aus zähelastischen Kunststoffen bestehen um die Bruch- und Ausreißgefahr von spröden Kunststoffen zu verhindern. Verbindungsmittel sind Metallschrauben mit selbstschneidendem Gewinde, die sich selbstständig ihr Gegengewinde in ein vorgefertigtes Kernloch "schneiden", ohne dass dabei Späne anfallen. Aufgrund der Selbsthemmung sind keine zusätzlichen Muttern oder Scheiben nötig. Das Kernloch muss kleiner sein als der Schraubendurchmesser.
| Bohrung = Gewindedurchmesser × 0,8 mm |
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Direktverschraubungen haben eine hohe Anzugsfestigkeit, auf Dauer nimmt die Klemmkraft jedoch ab. Sie sollten möglichst nicht oft wieder gelöst werden. Häufiger zu lösende Schraubverbindungen werden mit Schraube und Mutter bzw. Schraube und sogenannten Gewindeeinsätzen (Inserts) hergestellt.
Schweißen
Thermoplastische Kunststoffe sind schweißbar. Geschweißt wird entweder mit Heißluftgeräten oder mit elektrisch beheizten Geräten (z. B. einen Folienschweißgerät für Tiefgefrierprodukten oder Heizelemente). Je nach Kunststoff sind Schweißtemperaturen bis ca. 200 °C möglich, da das Material an der Schweißstelle plastisch werden muss.
Beim Schweißen von Kunststoffen muss auf eine gute Raumlüftung geachtet werden. Das Tragen von Schutzhandschuhen ist erforderlich. Es wird dringend davon abgeraten, Schweißnähte mit einem Lötkolben anzulegen, da ein Teil des Kunststoffs sich zwangsläufig durch Temperaturüberschreitung zersetzt und so gesundheitsschädliche Stoffe frei werden. Außerdem lassen sich mit einem Lötkolben nur ungenügende Arbeitsergebnisse erzielen.
Warmgasschweißen
Die Verbindungsflächen werden mit einem Heißluftgebläse erhitzt. Für Heißluftgebläse gibt es entsprechende Vorsätze (Schweißdüse oder -schuh). Die zu verschweißenden Teile sollten aus dem gleichen Kunststoff bestehen (Abb. 27).
Ebenso ist bei der Verwendung eines Schweißdrahtes auf die Gleichheit der Werkstoffe zu achten. Die stoffschlüssige Verbindung ist nicht mehr lösbar.
Abb. 27
Heißluftschweißen
Heizelementschweißen
Beim Heizelementschweißen werden die zu verbindenden Teile an den Schweißflächen direkt oder indirekt erwärmt und unter Druck zusammengefügt (Abb. 28). Dabei treten Deformationen und Materialschwund auf. Dies ist bei der Einhaltung von Werkstückmaßen zu beachten!
Bei Wärmegeräten (z. B. Heißluftgebläse, elektrisch beheizten Heizelementen) ist darauf zu achten, dass diese nach dem Gebrauch auf wärmebeständige Unterlagen oder in einen geeigneten Ständer abgelegt werden.
Abb. 28
Heizelementschweißen
Kleben
Beim Kleben werden unterschiedliche oder gleiche Kunststoffe bzw. Kunststoffe mit anderen Materialien mit Hilfe eines Klebstoffs verbunden. Hierzu eignen sich z. B. Schmelz- oder Kontaktkleber.
Bei der Verklebung gleicher Kunststoffe besteht oft die Möglichkeit, die Thermoplaste von einem artspezifischen Lösemittel anzulösen. An der Klebestelle kommt es zu einer Verknüpfung der molekularen Struktur (Kaltschweißen).
Wenn an Verklebungen keine allzu hohen Ansprüche gestellt werden, können diese auch mit einer Klebepistole ausgeführt werden (siehe Abb. 29). Hierbei wird oftmals ein modifiziertes Polyamid als Klebemittel verwendet.
Abb. 29
Heißklebepistole
Die Verklebung von Thermoplasten erfolgt durch Anschmelzen und Adhäsion - bei den anderen Kunststoffen durch reine Adhäsion. Fluor-Polymere (z. B. Teflon) können allerdings damit nicht verklebt werden.
Sicherheitshinweise zu Klebstoffen
Sicherheitshinweise und Herstellerhinweise zu Klebstoffen sind zu beachten.
Bei großflächiger Anwendung von Klebstoffen für ausreichende Lüftung sorgen.
In der Jahrgangsstufe 1 bis 4 sind ausnahmsweise Tätigkeiten mit Klebern, Gelen oder Pasten, welche leicht entzündbare Stoffe enthalten, erlaubt (siehe RiSU, Teil I - 3.6.2).
Auf sicheren Umgang mit Schmelzklebstoffen hinweisen: Verletzungen durch Schmelzklebstoffe sind schmerzhaft und verursachen schlecht heilende, schwere Verbrennungen. Bei der Verarbeitungstemperatur von mehr als 180 °C haftet der Klebstoff sofort auf der Haut und lässt sich nicht abwischen. Zur Schmerzlinderung können kleinflächige Verbrennungen sofort ca. 2 Minuten mit Wasser abgekühlt werden. Größere verbrannte Körperoberflächen dürfen hingegen nicht gekühlt werden. (Siehe RiSU, Teil III -2.2.1 "Verhalten bei Unfällen im Unterricht". Hier werden Hinweise zur Behandlung von Verletzungen gegeben, z. B. bei Verätzungen, Verletzungen am Auge, Verbrennungen, Verbrühungen)
Bei Arbeiten mit Cyanacrylatklebstoffen (Sekundenkleber) sind Augen- und Hautkontakt zu vermeiden (siehe RiSU, Teil II - 7.4).
Auf Epoxidharze ist aufgrund der sensibilisierenden Wirkung und des Epichlorhydrinanteils im Unterricht zu verzichten. Bei epoxidharzhaltigen Klebern ist eine Ersatzstoffprüfung zwingend durchzuführen (siehe RiSU, Teil II - 2.6.8 Epoxidharze").