Kunststof lastechnieken:8 beproefde methoden en hun voordelen

Voor mensen die nieuw zijn in de fabricage van kunststof onderdelen, kan de term ‘lassen’ enigszins onbekend zijn. Over het algemeen duidt lassen op het proces waarbij twee metalen worden samengevoegd door ze te smelten en samen te smelten. Bij lassen worden echter twee of meer onderdelen door hitte samengesmolten, of het nu metaal of plastic is.

Kunststoflassen heeft brede industriële toepassingen en er bestaan verschillende technieken voor het lassen van kunststoffen. Dit artikel bespreekt het lassen van kunststof onderdelen, de algemene stappen ervan, en acht kunststoflastechnieken die worden gebruikt bij de productie van onderdelen in de kunststofindustrie.

Wat is kunststoflassen?

Het lassen van kunststof is een proces dat toepasbaar is bij de vervaardiging van kunststof onderdelen voor het verbinden van twee compatibele thermoplastische onderdelen. Het omvat het voorbereiden van de twee thermoplastische onderdelen, het samenpersen ervan in de voorgestelde verbindingen en het verwarmen ervan met behulp van verschillende verwarmingstechnieken. Bovendien hangt de gebruikte verwarmingstechniek grotendeels af van het kunststofmateriaal. Ultrasoon kunststoflassen wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt voor PVC, omdat er geen sprake is van directe verwarming, wat leidt tot de uitstoot van gevaarlijke dampen door het materiaal.

Continue druk uitoefenen tijdens verwarming en koeling vormt een moleculaire binding tussen de twee delen. Bijgevolg zijn kunststof lasverbindingen sterk, in tegenstelling tot andere kunststof verbindingsprocessen zoals lijmen en klinken. Kunststoflassen is een veelgebruikte techniek in de geneeskunde, elektronica, constructie, enz.

Meer:Ken de verschillen tussen klinken en lassen.

3 stappen voor het lassen van kunststoffen

Het lassen van twee halfafgewerkte kunststofharsen, gemaakt via spuitgieten of andere processen, kan een uitdaging zijn. Daarom laat dit gedeelte u de stappen zien voor het lassen van kunststof, ongeacht de lastechniek.

Stap 1:Richt de werkruimte in en maak het plastic schoon

Het eerste dat u moet doen, is een werkruimte inrichten. De werkplek heeft goede ventilatie nodig, omdat bij de meeste verwarmingstechnieken gevaarlijke dampen vrijkomen. Daarnaast moeten operators beschermende kleding dragen.

Reinig de thermoplasten om een hoge lasverbinding te garanderen. Reinigen is mogelijk door te wassen met zeep en warm water en vervolgens de kunststoffen te drogen met een schone, pluisvrije doek. Het wordt ook aanbevolen om vlekken te verwijderen met vloeibare oplosmiddelen zoals methylethylketon (MEK), schuurpapier met korrel 80 of een verfkrabber.

Stap 2:Verbind het plastic

Klem de twee plastic stukken vast en plak ze met tape om de gewenste verbinding te vormen en vast te houden. Plaats bovendien de plastic stukken op een werkbank en zet ze vast met C-klemmen. De stijl van het verbinden van het plastic is afhankelijk van de lastechniek. Ultrasoon lassen is bijvoorbeeld alleen geschikt voor overlapverbindingen.

Stap 3:Voltooi de las

Repareer de las voordat deze afkoelt om problemen zoals gladheid aan te pakken. Laat het gelaste plastic ongeveer 5 minuten afkoelen of op kamertemperatuur komen. Schuur bovendien de lasverbinding na het afkoelen of gebruik andere oppervlaktebehandelingen om deze glad te maken.

8 methoden voor Kunststoflassen

In de kunststofindustrie bestaan verschillende kunststoflastechnieken gebaseerd op verschillende verwarmingsprocessen. Hier zijn acht veelgebruikte technieken bij de productie van onderdelen.

Ultrasoon lassen

Ultrasoon kunststoflassen maakt gebruik van mechanische trillingen met een hoge frequentie (15 kHz tot 40 kHz) en een lage amplitude om twee kunststofpolymeren met elkaar te verbinden. De mechanische trillingen genereren wrijvingswarmte, die op zijn beurt de plastic polymeren doet smelten. Door mechanische trillingen ontstaat er een moleculaire binding tussen de kunststofpolymeren. Daarom zijn ultrasone kunststof lasverbindingen sterk en van de hoogste kwaliteit.

Voordelen van ultrasoon lassen

• Het heeft een hoge doorvoer en korte doorlooptijden
• Het is zeer veilig omdat de plastic onderdelen niet worden verwarmd met directe hitte
• Het gebruik van directe hitte maakt het ook geschikt voor materialen als polyvinylchloride, erom bekend dat er gevaarlijke dampen vrijkomen bij directe blootstelling aan hitte
• Het produceert lasverbindingen van hoge kwaliteit, wat de esthetische waarde verbetert

Nadelen van ultrasoon lassen

• De methode is niet geschikt voor thermoplasten met een hoog vochtgehalte en harde/sterke thermoplasten zoals polypropyleen
• Het proces is niet ideaal voor dikke materialen zoals polypropyleen, omdat de meeste ultrasone machinetransducers een uitgangsbereik hebben tussen 100 en 150 mm
• Alleen geschikt voor voegen die elkaar overlappen. Andere verbindingen zoals een hoek, uiteinde, T-stuk en rand zijn incompatibel
• Hoge doorlooptijd vanwege het aantal benodigde tools en processen

Laserlassen

Laserlassen is een lasproces voor plastic waarbij een laserstraal wordt gebruikt om het plastic te ontdooien. De warmte wordt echter onder de verdampingstemperatuur van het plastic gehouden. Vervolgens wordt er druk uitgeoefend op het ontdooien en vindt er koeling plaats om de lasverbindingen te versterken.

Laserlassen is snel en gebeurt op verschillende manieren. Vandaar de verschillende soorten kunststoflaserlasprocessen:hybride, gelijktijdig, contour en single pass. De snelheid is echter afhankelijk van het proces, de kunststoffen en de laserlasmachine.

Voordelen van laserlassen

• Het kan het gehele lasoppervlak of een enkele plek verwarmen
• Het is zeer nauwkeurig, vandaar het gebruik ervan in de lucht- en ruimtevaartindustrie
• Lassen kan plaatsvinden bij kamertemperatuur of onder speciale omstandigheden
• Geschikt voor het lassen van kunststoffen met complexe ontwerpen
• De lasverbindingen hebben een hoge esthetische waarde, d.w.z. een strak uiterlijk
• Het is een snel proces, waardoor het erg populair is bij rapid prototyping

Nadelen van laserlassen

• Niet geschikt voor kunststoffen met een dikte (meer dan 0,5 inch) om geen slechte lasverbindingen te veroorzaken
• Het kan leiden tot lasporositeit en broosheid
• De initiële investeringskosten zijn hoog  

Wrijvingslassen

Wrijvingslassen vereist geen directe toepassing van warmte om het lassen te laten plaatsvinden. Daarom is het een gebruikelijk proces voor het verbinden van kunststof waarvoor geen directe warmtetoepassing vereist is. Het proces maakt gebruik van het wrijvingsprincipe om het plastic materiaal met elkaar te verbinden.  

Het gaat om het uitoefenen van externe druk op beide plastic materialen door ze tegen elkaar te bewegen of te draaien. De beweging veroorzaakt wrijving, waardoor warmte ontstaat die de kunststoffen doet smelten. Na het smelten wordt op beide kunststofmaterialen een gelijkmatig toenemende drukkracht uitgeoefend totdat er een blijvende verbinding ontstaat. Er zijn twee soorten wrijvingslassen:

Continu wrijvingslassen

De procedure volgt de bovenstaande procedure. De beweging die verantwoordelijk is voor het genereren van de warmte is echter afkomstig van een rotor die is verbonden met een bandrem. Wanneer de gegenereerde warmte hoger is dan de plastische temperatuurlimiet, stopt de bandrem de rotor naarmate de druk toeneemt totdat er las optreedt.  

Traagheidswrijvingslassen

Het is vergelijkbaar met continu wrijvingslassen. Het motorvliegwiel en het asvliegwiel vervangen echter de bandrem. Hoewel verbonden aan het begin van het lassen, gaan de vliegwielen uit elkaar wanneer de wrijving/snelheid de limiet bereikt. Het lage traagheidsmoment van het asvliegwiel zorgt ervoor dat het vliegwiel stopt. Het continu uitoefenen van drukkracht gaat door totdat de lasverbinding ontstaat.

Voordelen van wrijvingslassen

• Eenvoudige verwijdering van oxiden en verontreinigingen die aanwezig zijn tijdens het eerste wrijven
• Geschikt voor afwijkend plastic
• Geen vervorming en kromtrekken van materiaal door lage hitte
• Hoge lasverbindingskwaliteit
• Hoge lassnelheid
• Het is milieuvriendelijk
• Er zijn geen verbruiksartikelen en een speciale voeding nodig

Nadelen van wrijvingslassen

• Alleen geschikt voor ronde staven met dezelfde doorsnede en hoek- en platte stootverbindingen
• Het heeft hoge initiële investeringskosten  

Hoogfrequent lassen

Hoogfrequent lassen omvat het lassen van kunststofpolymeren met behulp van een elektromagnetisch veld (13–100 MHz). Dit genereert warmte in het materiaal (er is geen directe warmtetoepassing vereist). De operator oefent voortdurend druk uit om de kunststoffen te smelten totdat de las zich vormt, en er vindt warmteafvoer plaats om de lasverbinding af te koelen.  

Hierdoor ontstaat een sterke lasverbinding met vergelijkbare of zelfs betere eigenschappen dan de originele materialen. HF-lassen is het meest geschikte kunststoflasproces voor ongelijksoortige kunststofmaterialen. Hoewel nuttig in de plasticindustrie, is het slechts compatibel met een paar materialen. Veel voorkomende zijn polyvinylchloride, EVA, PET-G en andere leden van de PET-familie.

Voordelen van hoogfrequent lassen

• Minder effectief splitsen
• Klein bereik van thermische invloed
• Hoge lassnelheden (ongeveer 100 tot 120 m/min)

Nadelen van hoogfrequent lassen

• Het straalt veel warmte uit  
• Afhankelijk van de machine heeft deze een klein verwarmingsbereik, d.w.z. het verwarmingsgebied
• Verbruik van de contactkop

Trillingslassen

Trillingslassen houdt in dat het plastic onderdeel met een bepaalde frequentie en amplitude wordt gewreven. Dit leidt tot het genereren van wrijvingswarmte die het verbindingsgedeelte doet smelten en de lasverbinding creëert. Er zijn twee soorten trillingslassen:

Lineair trillingslassen

Het maakt gebruik van wrijvingswarmte die wordt gegenereerd door het ene plastic onderdeel ten opzichte van het andere te bewegen met een bepaalde verplaatsing om de verbinding van de plastic onderdelen te smelten. Het proces gaat door met een constante druk nadat de trillingen zijn gestopt totdat de lasverbinding is afgekoeld.

Orbitaal vibratielassen

Het gaat om het trillen van het bovenste gedeelte van het plastic onderdeel in een continue cirkelvormige beweging in alle richtingen. Hierdoor ontstaat warmte waardoor het kunststof onderdeel smelt. De trillingen bereiken het smeltpunt niet meer, zodat de lasverbinding kan stollen.  

Voordelen van trillingslassen

• Er zijn geen verbruiksartikelen nodig
• Er is geen voorbereiding van het oppervlak nodig
• Het is zeer efficiënt qua energie
• Geschikt voor het lassen van dunne kunststofmaterialen
• Geschikt voor het lassen van kunststoffen met onregelmatige vormen

Nadelen van trillingslassen

• Het lasoppervlak moet vlak en horizontaal zijn
• Beperkt compatibel materiaal
• Dure apparatuur

Hete plaatlassen

Het gaat om het verwarmen van een plaat en het gebruiken ervan om het verbindingsoppervlak van twee thermoplastische materialen te smelten. Nadat de twee helften zijn gesmolten, worden ze samengebracht en gedurende een vooraf bepaalde periode met rust gelaten, zodat er een moleculaire, permanente en hermetische band kan ontstaan.

Lassen met hete plaat vereist extreme precisie en controle. Het is geschikt voor elk thermoplastisch materiaal, maar vooral geschikt voor zachte en semi-kristallijne thermoplastische materialen, bijvoorbeeld PP en PE.

Voordelen van het lassen met hete platen

• Geschikt voor het verbinden van grote kunststoffen
• Het produceert sterke lasverbindingen
• Het heeft een korte cyclustijd, afhankelijk van de tijd die nodig is om het smeltpunt van het plastic te bereiken

Nadelen van lassen met hete platen

• Het is niet geschikt voor het lassen van dunne kunststoffen onder 0,1 inch
• De apparatuur vereist een hoog onderhoudsniveau

Heetgaslassen

Heetgaslassen wordt gebruikt bij de vervaardiging van thermoplastische materialen en omvat het gebruik van een handlaspistool dat stoom van gas of lucht blaast om plastic lasstaven en polymeren te verwarmen. De kunststofmaterialen worden zachter wanneer ze boven het smeltpunt worden verwarmd en vormen de lasverbinding. Dit koelt vervolgens af en vormt een stevige lasverbinding.

Het heetgaslasproces is toepasbaar bij het vervaardigen van opvangvaten, leidingwerk, warmtewisselaars, watertanks, enz., gemaakt van soortgelijke kunststofpolymeren.

Voordelen van heetgaslassen

• De apparatuur is zeer draagbaar
• Er is geen elektriciteit nodig om te werken
• Er zijn geen zware machines voor nodig
• Er is niet veel technische expertise voor nodig

Nadelen van heetgaslassen

• De opwarmsnelheid is erg langzaam, waardoor het proces traag is
• Het is niet geschikt voor dikkere kunststoffen

Spinlassen

Spinlassen of rotatiewrijvingslassen is een proces dat wordt gebruikt voor het lassen van thermoplastische onderdelen met rotatiesymmetrische verbindingsoppervlakken. Het gaat om het tegen elkaar wrijven van de onderdelen (één stationair) onder druk in een cirkelvormige beweging in één richting. Hierdoor ontstaat wrijvingswarmte die de kunststoffen smelt en aan elkaar hecht. De lasverbinding stolt vervolgens na afkoeling.

Voordelen van spinlassen

• Het is een eenvoudig proces en vereist minder technische expertise
• Er zijn geen verbruiksartikelen nodig
• Het is zeer energiezuinig
• Compatibel met veel thermoplastische kunststoffen  

Nadelen van spinlassen

• Een van de te lassen plastic onderdelen moet een symmetrisch oppervlak hebben
• Het is duur om op te zetten

Voordelen van kunststoflassen

Kunststoflassers voor productie hebben veel voordelen, vandaar de toepassing ervan in verschillende industrieën en snelle prototyping. Hieronder staan een aantal voordelen:

Extra verbruiksartikelen

Er zijn geen extra verbruiksartikelen zoals bevestigingsmiddelen, oplosmiddelen of lijmen nodig. Daarom is er een vermindering van de complicaties, risico's en kosten die voortvloeien uit extra verbruiksartikelen.  

Compatibel met elke gewrichtsvorm

Het proces is geschikt voor onderdelen van elke vorm. Door de ontwikkeling van de verschillende lastechnieken is het mogelijk geworden om met complexe vormen te werken. Daarom kunt u gemakkelijk onderdelen met gebogen of onregelmatige vormen lassen.

Geen behoefte aan een ventilatieomgeving

Sommige lastechnieken die voor kunststoffen worden gebruikt, produceren geen zekeringen, bijvoorbeeld lassen op basis van trillingen. Daarom is er minimale behoefte aan beschermende uitrusting en infrastructuur die de ventilatie bevordert.

Kosteneffectieve optie

De techniek vereist een lage behoefte aan verbruiksartikelen en een lage cyclustijd. Daarom is het effectiever dan andere verbindingsmethoden zoals klinken.

Zeer veelzijdige laskeuze

Het is geschikt voor onderdelen van elke maat of afmeting. Dit is anders dan andere verbindingsmethoden. Voor het klinken is het bijvoorbeeld nodig dat de onderdelen een minimale maat hebben, afhankelijk van de klinknagel. Het enige wat dus nodig is, is het vinden van de meest geschikte techniek van alle technieken voor het lassen van kunststof onderdelen.

Lichter dan het gebruik van mechanische bevestigingsmiddelen

Voor het lassen van kunststoffen zijn niet veel verbruiksartikelen nodig. Hierdoor wordt het gewicht van de uiteindelijke gelaste producten verminderd, in tegenstelling tot andere methoden waarbij gebruik wordt gemaakt van mechanische bevestigingsmiddelen en klinknagels die bijdragen aan het totale gewicht.

De las is permanent

De lasverbinding is permanent, in tegenstelling tot lijmen of andere kunststof verbindingsmechanismen. Daarom is het een redelijke keuze als je niet wilt dat de interne component in gevaar komt.

Toepassingen van kunststof gelaste onderdelen

Kunststoflassen is toepasbaar in verschillende industrieën. Hieronder staan enkele kunststof gelaste onderdelen en de industrieën waarin ze toepasbaar zijn.

Luchtvaart

Kunststoffen uit de lucht- en ruimtevaart vereisen permanent laswerk dat nauwkeurig is, zonder dat dit de eigenschappen ervan aantast. Daarom is het proces geschikt voor het maken van kunststof gelaste onderdelen zoals binnenpanelen, vuilwatertanks en bakken.

Landbouw

Kunststof gelaste onderdelen zoals pakkingen, PVC-omheiningen, tanks en water- en vernevelleidingen hebben brede toepassingen in de landbouw.

Automobiel

In de automobielindustrie wordt kunststof gebruikt bij het verbinden van kunststoffen om grills, radiatoren, accubehuizingen, wielkuipbekledingen, bumpers, enz. te maken.

Marine

Het proces is ook toepasbaar bij het maken van boten, ballasttanks, visputten, watertanks en andere plastic gelaste onderdelen die in een mariene omgeving worden gebruikt. Het mariene milieu maakt gebruik van plastic vanwege de corrosieweerstand en andere eigenschappen. Kunststof gelaste onderdelen kunnen echter worden gemonteerd en aan elkaar worden gelast.

Loodgieters

Kunststoflassen is heel gebruikelijk in loodgieterswerk, waar het toepasbaar is bij het maken van DWV-buizen, afvoeren, kranen, enz. Dergelijke onderdelen worden afzonderlijk geproduceerd en moeten worden gemonteerd. In tegenstelling tot andere kunststofverbindingsprocessen is het lassen permanent, wat een sterke factor is bij de keuze.

Maak uw Plastic onderdelen

RapidDirect is een rapid prototyping-bedrijf dat krachtige productiediensten biedt waarmee u uw kunststoffen kunt vervaardigen. We bieden spuitgietdiensten, CNC-bewerkingsdiensten, lastechnieken en meer, en we creëren onderdelen van de hoogste kwaliteit in een korte periode.

Wij zijn een ISO 9001:2015-bedrijf met eigen fabrieken met geavanceerde faciliteiten en een deskundig team dat u kan helpen met uw project. Bovendien zorgt ons directe offerteplatform voor nauwkeurige offertes en efficiënte ontwerpanalyses. Upload vandaag nog uw ontwerpbestand en ontvang binnen 12 uur een realtime offerte en gratis DFM-analyse. Wij bieden kwaliteitsdiensten tegen concurrerende prijzen en een snelle doorlooptijd.

Veelgestelde vragen

Waarom wordt plastic zo veel gebruikt?

Kunststoffen hebben brede industriële toepassingen omdat ze gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop zijn in vergelijking met metalen. Daarnaast zijn ze gemakkelijk te vormen en te bewerken. Ze zijn ook recyclebaar en repareerbaar. Daarom is er niet zoveel probleem als plastic barst, in tegenstelling tot materialen zoals glas.

Is het mogelijk om verschillende kunststoffen aan elkaar te lassen?

Ja, het is mogelijk om verschillende kunststoffen aan elkaar te lassen. De hechting zal echter niet sterk zijn in vergelijking met vergelijkbare plastic materialen.
Soortgelijke materialen hebben de sterkste binding, gevolgd door ongelijksoortige kunststoffen met vergelijkbare eigenschappen, en vervolgens ongelijksoortige materialen met verschillende eigenschappen.  

Zijn de lassen sterk?

Enerzijds zijn thermoplastische lasverbindingen zeer sterk, vooral bij verbindingen met soortgelijke materialen. Dit komt omdat de lasverbinding dezelfde eigenschappen heeft als de moederkunststoffen. Aan de andere kant zijn lasverbindingen van ongelijksoortige kunststofonderdelen niet sterk.