Industrielle Ultraschalltechnik

Wie Ultraschallschweißen funktioniert

Funktionsweise des Ultraschalls

Das Ultraschallschweißen ist ein mechanischer Schwingungsprozess mit Ultraschallfrequenz, bei dem die Kontaktzone zwischen der Sonotrode und dem zu schweißenden Teil lokal verschmolzen wird.

Die Netzfrequenz von 50/60 Hz wird vom Ultraschallgenerator in ein elektrisches Signal umgewandelt und verstärkt und vom piezoelektrischen Wandler in Bewegungsenergie umgewandelt.

Die vom Generator gelieferte und der akustischen Baugruppe zugeführte Energie muss ausreichen, um die Trägheitsmomente der in Bewegung zu setzenden Massen und die Reibung zwischen den Teilen zu überwinden.

Die Vorteile einer fortschrittlichen Technologie wie dem Ultraschallschweißen sind zahlreich:

  • Sehr kurze Schweißzyklen (von einigen Zehntelsekunden)
  • Absolute Konsistenz der Ergebnisse
  • Sehr geringer Energieverbrauch, der sich nur auf die Schweißphase bezieht
  • Kein Füllmaterial
  • Die Teile sind ästhetisch perfekt, sehr haltbar und sofort einsatzbereit.

Industrielle Anwendungen des Ultraschalls

Energiedirektoren beim Ultraschallschweißen

Um die Reibungsflächen zwischen den Teilen zu verringern, die das Einleiten des Schmelzvorgangs erschweren, ist es ratsam, an den Teilen selbst geometrische Erhebungen, so genannte Energiedirektoren, zu schaffen, die es ermöglichen, das Material auf einer relativ kleinen Fläche zu schmelzen.

Um die für Ihre Anwendung am besten geeignete Energiedirektor-Geometrie auszuwählen, führen wir unten einige Beispiele auf und stehen Ihnen in jedem Fall mit unserer Erfahrung und unserem technischen Wissen zur Verfügung.

Wie die obigen Abbildungen zeigen, dient ein dreieckiger Abschnitt auf der Fuge dazu, die Energie des Ultraschalls zu konzentrieren, so dass die Fugenoberfläche schnell aufgelöst wird.

Zu den üblichen Verbindungen, bei denen ein Energieleiter zum Einsatz kommt, gehören: Stoßverbindungen, segmentierte Verbindungen und Nut- und Federverbindungen.

Die oben genannten Verbindungen werden für hermetisch abgedichtete Teile oder für Kunststoffe empfohlen, die schnell vom festen in den geschmolzenen Zustand übergehen.

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