Eine Membran mittels Ultraschall gleichzeitig stanzen und schweißen – bei dieser diffizilen Aufgabe kommen die Experten des Ultrasonic Engineering Teams zum Einsatz. Hier zählen die technologischen Möglichkeiten, aber auch Erfahrung. (Bildquelle: Herrmann Ultraschall)

Eine Membran mittels Ultraschall gleichzeitig stanzen und schweißen – bei dieser diffizilen Aufgabe kommen die Experten des Ultrasonic Engineering Teams zum Einsatz. Hier zählen die technologischen Möglichkeiten, aber auch Erfahrung. (Bildquelle: Herrmann Ultraschall)

Mit den vier Fragen zum Projekt geht es los: um welches Material handelt es sich, welche Stückzahlen sollen produziert werden, welche Abmessungen und Dimensionen hat das Bauteil aus und was sind die Anforderungen an die Fügequalität und Optik? Dann erfolgt die Beratung zur Nahtgestaltung, also der geometrischen Auslegung der Fügezone zur Schmelzeerzeugung.

Fachübergreifende Beratung zur optimalen Ultraschall-Schweißung

Bei der Projektierung der Schweißwerkzeuge, der Sonotrode und der Werkstückaufnahme, kommt die Physik ins Spiel. Beim Ultraschallschweißen treffen die Fakultäten aufeinander. Die Chemie bestimmt das Schmelzverhalten der Kunststoffe, die Physik lässt die Werkzeuge in einer bestimmten Frequenz schwingen. Diese Schwingung überträgt sich als Bewegung auf das Bauteil und erzeugt die Wärme zur Plastifizierung. Für die Projektierung der Werkzeuge aus Titan oder Stahl kommen IT-Tools wie die Finite-Elemente-Methode zum Einsatz. Nach der Herstellung wird die Amplitude mittels Laservibrometer vermessen und angepasst.

Der große Vorteil des Ultraschallprozesses ist die Vielzahl der möglichen Parameter sowie ihre exakte Einstellung. Damit kann bei der Prozess-Entwicklung exakt gearbeitet werden. Mit einer genauen Parametrierung erreicht man die optimale Fügegeschwindigkeit für eine gute Verschweißung sowie eine gute Reproduzierbarkeit. An diesem Punkt ist der Auftraggeber stark involviert. Es geht um die Prozesseinrichtung und die Überprüfung der Ergebnisse. Entsprechen sie den Vorgaben? Gemessen wird die Güte der Schweißung im Ultraschall-Labor anhand von Dichtigkeitsprüfungen, Zugversuchen und mikroskopischen Schnittbildern. Bei akustisch komplexen Anwendungen kann mit Hilfe einer Highspeed Kamera mit 40.000 Bildern pro Sekunde das Schwingungsverhalten des Bauteiles während des Schweißprozesses untersucht werden.

Bei Sonderanforderungen wie automatisierten Membranschweißungen oder Nachverfolgbarkeit kommen Zusatz-Module des Ultrasonic Engineerings von Herrmann Ultraschall zum Tragen, wie das Stanz-Siegel-Modul oder die Diasim-Software zur Untersuchung und Einrichtung schnelllaufender Prozesse. Zum Thema Werkzeug-Management bietet das Unternehmen Programme an, um Standzeiten zu erhö

 

hen – bei der vorbeugenden Wartung können über Sensorik Wartungsintervalle angepasst werden.

 

 

Fakuma Halle A4, Stand 4108