Das Ultraschall-Verfahren

Beschreibung

Die Ultraschallschwingungen werden von einem Generator erzeugt, der die eingehende Netzspannung in eine hochfrequente Energie umwandelt. Diese hochfrequente elektrische Energie wird über den Schallwandler (Konverter) in mechanische Schwingungsenergie gleicher Frequenzen wie 40 KHz, 35 KHz, 20 KHz umgewandelt.

Die gesamte Baugruppe besteht aus Generator, Konverter, Booster sowie Sonotrode und arbeitet in Resonanzen.

Beim Ultraschallschweißen wird die zum Plastifizieren benötigte Wärme durch das Einbringen mechanischer Schwingungen (Amplitude) unter einem geregelten Anpressdruck der Sonotrode dem zu schweißenden Werkstück zugeführt. Nur die richtige Bauteilgestaltung ermöglicht eine gezielte Wärmeeinleitung. Durch Molekular- und Grenzflächenreibung entsteht Wärme, die den Dämpfungskoeffizienten des Materials anwachsen lässt. Die Bauteile fungieren als Energieträger. In der Fügezone des Bauteiles beginnt der Kunststoff zu erweichen. Diese Reaktion beschleunigt sich mit Zunahme des Dämpfungsfaktors, da der steigende Anteil der Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt wird.

Die auf das zu verschweißende Teil auftreffenden mechanischen Schwingungen werden absorbiert und an der Grenzfläche reflektiert. Aufgrund der entstehenden Grenzflächen- und Molekularreibung entsteht Wärme, die den Kunststoff plastifizieren lässt. Nun beginnt unter einem geregelten Schweißdruck der eigentliche Fügevorgang des Bauteiles. Nach dem Fügen ist eine kurze Abkühlphase notwendig, dann ist das geschweißte Produkt weiter bearbeitbar.